JPS5815854Y2

JPS5815854Y2 - 温度補償回路

Info

Publication number: JPS5815854Y2
Application number: JP2224978U
Authority: JP
Inventors: 田中藤尚
Original assignee: 株式会社北辰電機製作所
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1978-02-24
Publication date: 1983-03-31
Also published as: JPS54146252U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、温度が変化すると測定値が変化する物理量（
例えば導電率）を自動的に温度補償して基準温度に変換
する温度補償回路に関し、現場で簡単に温度補正係数を
設定出来る温度補償回路を得ることを目的とするもので
ある。

温度によって測定値が変化する物理量は種々あるが、以
下に導電率を例にとって説明する。

導電率は温度による変化が１〜４％／℃位と大きく、温
度係数は溶液の種類、濃度等によって大きく異なってい
る。

導電率を測定するには、セル定数の既知の電極に一定振
幅の交流又は直流を加え、溶液中に侵して電極に流れる
電流を測定する。

温度補償をする場合従来は、この電流を溶液の導電率と
同一温度係数を有するサーミスタ等の温度補償素子に流
し、温度補償素子の両端間に発生する電圧により温度補
償された導電率を得ていた。

ところで、溶液の導電率の温度係数は溶液の種類、濃度
によって異なっているので、特に混合溶液の場合現場で
取付けてから温度補償係数を再調整する必要が生ずる場
合がある。

しかしながら、上記従来方式での温度補償係数を変更す
るには、サーミスタを交換したりサーミスタの特性を調
整している抵抗を交換したりする必要があり、特殊な部
品、工具が必要となり現場で行なうことが難しい。

そこで本考案は、ダイヤル目盛を合わせるだけで温度補
償係数が設定出来、温度補償係数の変更も現場で工具、
測定器なしで行なえるようにしたものである。

第１図は本考案による温度補償回路の一実施例を示す回
路図であり、この回路の構成は次の様である。

入力端子ａは抵抗Ｒ１を介して第１の演算増幅器Ｑ１の
反転側入力端に接続されている。

演算増幅器Ｑ１の反転側入力端と出力端との間には抵抗
Ｒ２が接続されている。

演算増幅器Ｑ１の出力端は出力端子すに接続されている
。

演算増幅器Ｑ１の出力端とコモン電位との間には可変抵
抗器ＶＲ１が接続されていて、可変抵抗器ＶＲ１の摺動
端子は抵抗Ｒ５を介して第１の演算増幅器Ｑ１の非反転
側入力端に、またサーミスタ等の温度によって抵抗値が
変化する温度補償素子Ｒｔを介して第２の演算増幅器Ｑ
２の反転側入力端に接続されている。

演算増幅器Ｑ２の非反転入力端はコモン電位に接続され
ていて、反転側入力端と出力端との間には抵抗Ｒ３が接
続されている。

演算増幅器Ｑ１の非反転入力端は抵抗Ｒ４を介して演算
増幅器Ｑ２の出力端と、抵抗Ｒ６を介してコモン電位に
接続されている。

すなわち可変抵抗器ＶＲ１で分壓された演算増幅器Ｑ１
の出力は演算増幅器Ｑ２で反転されて演算増幅器Ｑ１の
非反転入力端に人力されるので、可変抵抗器ＶＲＩの出
力は演算増幅器Ｑ１に負帰還される。

この回路において、入力端子ａへの入力重上を＊＊■ｌ
、演算増幅器Ｑ１の出力重臣をＶｏ、演算増幅器Ｑ２の
出力型モをＶｆ、可変抵抗器ＶＲＩの分匡比をｋとし、
各抵抗の抵抗値をその記号で示し、演算増幅器Ｑ１の利
得が無限大であるとすると次式が成立する。

従って、（１）、（２）式よりここでＲ２Ｒ１、Ｒ４＝Ｒ５Ｒ６とすると（３）式は、となる。

ところで、導電率を始めとして温度ｔに対して指数関数
的に変化する物理量は多い。

このような温度指数関数（ｅ−α（ｔ−ｔＯ）を持つ物
理量を温度補償するに当り、次のようにする。

の桁を。

αｔに比例させる。こ礼は温度補償素子Ｒｔと並列に適
当な抵抗を接続することにより調整出来る。

■ 抵抗値Ｒ３を基準温度ｔｏにおける温度補償素子の
抵抗値Ｒｔに等しくする。

このようにすると（４）式は次式のようになる。

温度範囲を限定すると、（５）式は次式のように近似で
き、第１図回路で温度補償が可能なことが判る。

ここで温度係数α′は、可変抵抗器ＶＲＩを調整して分
玉比ｋを変化させることによってα′＝にαと可変であ
り、α′〈αである。

第２図は、（５）式に示す入出力特性を持つ本考案によ
る第１図回路における分モ比ｋによる誤差の程妾を示す
特性図であり、α−０，０４（４％）でなお誤差は、である。

したがって、第２図に示す特性図から明らかなように、
分玉比ｋを変えることによって誤差を持つが、温度範囲
を限定することにより十分実用となる。

以上本考案によれば、次の様な利点がある。

（１）温度に関して指数関数的に変化する物理量を高精
度で補償出来る。

（２）工具、測定器なしで温度補正係数を可変出来る。

（３）温度補正係数を可変するためには、可変抵抗器Ｖ
Ｒ１を１ケ所可変するだけで良い。

（４）基準温度が変わって温度補償素子の基準温度にお
ける抵抗値が変わっても、抵抗Ｒ３を１個変えるだけで
良い。

なお、第１図回路における温度補償素子Ｒ１と抵抗Ｒ３
を置換えた温度補償回路とすれば、この回路の入出力特
性は（４）式から明らかなように、となる。

ここで温度補償素子Ｒ１にサーミスタヲ使用スルト、Ｒ
１＝ｅ−β（ｔ−ｔｏ）＜ココテ、β〉３ θ）に近似させることが出来るので、温度が高くなると
小さくなる物理量に対する温度補償を行なうことが出来
る。

第３図は本考案による温度補償回路の他の実施例を示す
回路図であり、第２の演算増幅器Ｑ２を省略したもので
ある。

したがって第３図においては、可変抵抗器ＶＲＩ＊＊の
摺動端子から温度補償素子Ｒｔを介して演算増幅器Ｑ１
の反転側入力端に負帰還がかけられている。

すなわち第３図実施例では、第１図実施例のように可変
抵抗器ＶＲ１の出力は演算増幅器で反転されない。

従って負帰還をかけるためその出力は演算増幅器Ｑ１の
非反転入力端ではなく、反転入力端に人力している。

この回路において、入力端子ａへの人力重臣をＶｉ、演
算増幅器Ｑ１の出力電圧を■３、可変抵抗器ＶＲ１の分
圧比をｋとし、各抵抗の抵抗値をその記号で示し、演算
増幅器Ｑ１の利得が無限大であるとすると次式が成立す
る。

による。

従ってこの回路の入出力特性は次式の様になる。

ここでＲ５＝（ａ＋１）Ｒ６（ａ＞０）、Ｒ２＝ａＲ
１＝（基準温度におけるＲｔ）とすると、（８）式は次式の様になる。

ａ＋１この（９）式は（４）式と比べると、分母はｋを、工、
にとおいたものと同じであるから、この回路の場合も温
度補償が可能なことが判る。

ただしこの第３図回路は回路構成が簡単になるという長
所を持つ反面、第１図回路と比較して次の様な短所があ
る。

（１）温度係数は分圧比ｋに３＋１をかけたものでａ
＋２あるから、同一の温度補償素子を使用した場合補償出来
る範囲が狭くなる。

（２）基準温度が変わって温度補償素子の基準温度にお
ける抵抗値が変わった場合、抵抗Ｒ１とＲ２の２個の抵
抗を再調整しなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による温度補償回路の一実施例を示す回
路図、第２図は本考案回路における誤差の程度を示す特
性図、第３図は本考案による他の実施例を示す回路図で
ある。Ｑｌ：第１の演算増幅器、Ｑｌ：第２の演算増幅器、Ｒ
ｔ：温度補償素子、ＶＲＩ：可変抵抗器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）入力信号を増幅する第１の演算増幅器と、こ
の第１の演算増幅器の出力を分匡する可変抵抗器と、こ
の可変抵抗器の出力を上記第１の演算増幅器に正帰還す
る手段と、上記可変抵抗器の出力を上記第１の演算増幅
器に負帰還する温度によって抵抗値が変化する温度補償
素子を有する手段とからなる温度補償回路。
（２）実用新案登録請求の範囲（１）において、上記負
帰還する手段を、入力抵抗又は帰還抵抗に温度補償素子
を使用する第２の演算増幅器とした温度補償回路。