JPS58219618A

JPS58219618A - 温度制御装置

Info

Publication number: JPS58219618A
Application number: JP57104417A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Mizuhara; 博久水原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1983-12-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、たとえば、サーミスタや測温抵抗体あるい
は熱電対のような温度変化を抵抗変化に変換し、この抵
抗値を測定することにより、温度測定を行い、また、あ
らかじめ設定した目標温度を維持するように、冷却装置
や暖房装置、加熱装置を駆動する信号を出力する温度制
御装置に関する。

従来、温度の測定においては、温度変化を抵抗変化に変
えるサーミスタや測温抵抗体あるいは熱電対を使用して
温度測定を行っていた。しかしながら、これらの素子は
温度変化に対して、抵抗変化が直線的でない九め、測定
精度を上げたり、広い温度範囲で使用するには何らかの
りニアライズ機能が必要であった。

たとえば、抵抗変化の最も甚だしいものとして、サーミ
スタを例にとると、サーミスタは第１図に示すような温
度Ｔ−抵抗変化Ｒをとる。すなわち、横軸に温度、縦軸
に抵抗値をとると、抵抗は温度に対しておおよそ第１図
のような変化を行う。

したがって、このま、ｔでは、抵抗値から温度を直続で
きないので、これをリニアライズするために、第２図に
示すような回路を構成することが多い。この第２図にお
ける１はサーミスタであり、抵抗２と並列に接続され、
この抵抗２は抵抗３と直列に接続され、回路の電源とア
ース間に接続される。そして、アースと端子４間の電圧
Ｖを出力として取シ出すようにしている。

この出力電圧Ｖは温度に対して第３図に示すような変化
を示す。すなわち、横軸に温度Ｔをとり、縦軸に電圧を
と９、温度の上昇につれてほぼ直線的に出力電圧が低下
する。ここで、抵抗２と３を適当に選定すると、このグ
ラフをほとんど直線にすることができる。

このようにして、はぼリニアライズされた温度信号に基
づき、あらかじめ設定した目標温度を維持するように、
目標温度と測定温度を比較して、冷却装置や暖房装置あ
るいは加熱装置などを駆動する信号を出力する信号を出
力して、温度制御を行っていた。

しかしながら、測定温度範囲を広くとる場合や高精度な
温度測定に基づき温度制御を行う必要性がある場合はど
うしてもよシ直線に近い特性が必要となる。

このような目的のために、リニアライザと称する直線化
回路や装置が必要であった。しかし、このような回路や
装置は精密抵抗や可変抵抗あるいは演算増幅器を多数使
用しているため、調整が繁雑で、しかも高価な□ものと
なっていた。

この発明は、上記従来の欠点を除去するため罠なされた
もので、温度センサの出力電圧をアナログ・ディジタル
変換回路（以下紗変換回路と云う）でディジタル信号に
変換し、その信号であらかじめＲＯＭＩＣなどのメモリ
に書き込んである前記ディジタル信号に対応する温度デ
ータを読み出し、このデータとあらかじめ設定した目標
温度と比較して温度制御を行ったり、表示器に表示する
ことによって特別なりニアライザを必要とせずにリニア
ライズされた温度の表示ができる温度制御装置を提供す
ることを目的とする。

以下、この発明の温度制御装置の実施例について図面に
基づき説明する。第４図はその一実施例の構成を示すブ
ロック図である。この第４図において、１ａ〜１ｆはそ
れぞれ被制御対象の温度を検知するためのサーミスタを
示す。これらのサーミスタ１１〜１ｆにそれぞれ並列に
抵抗２１〜２ｆが接続されている。

抵抗２ａ〜２ｆはそれぞれ一端に抵抗３ａ〜３ｆを介し
て電源に接続されており、抵抗２１〜２ｆの他端はそれ
ぞれアースされている。抵抗２ａ〜２ｆと抵抗３ａ〜３
ｆとの各接続点はそれぞれマルチプレクサ１．３４に接
続されている。

このマルチプレクサ１３は図示しない選択信号発生部か
らの選択信号１４により該尚するサーミスタ回路を選択
して、この選択されたサーミスタ回路の出力信号をＡ／
Ｄ変換部４に出力するようになっている。このＡ／Ｄ変
換部４はサーミ・スタ回路の出力信号をディジタル信号
に変換して、メモリＩＣ５＊６のアドレス端子５ｃ、６
ａに転送するようになっている。

メモリＩＣ５，６は停電しても、データの消失しないＲ
ＯＭＩＣで構成され、このメモリＩＣ５゜６はキャップ
セレクト信号端子５ａ、６ｍや読出し信号端子ｓｂ、ｓ
ｂなどがあるが、これはアク　。

ライザ状態にして、常時読出し可能となっている。

そして、アドレス端子５ｃ、６ｃに上記Ａ／Ｄ変換部４
の出力信号を直接アクセスするようになっている。

このメモリＩＣ５および６はたとえば、２にバイトのも
のを使用すれば、アドレス信号はＡＯ””’Ａ１００１
１ビット構成となるため、Ａ／Ｄ変換部４の出力信号も
１１ビツト構成であればよい。

勿論メモリＩＣのメモリを２にバイトすべてを使用せず
、ＩＫバイトのみ使用するのであれば、Ａ／Ｄ変換部４
の出力信号は１０ビツトあればよい。

メモリＩＣ５と６はデータ構成がＤＯ〜ＤＩの８ビツト
構成であるため、この８ビットＢＣＤ信号として使用す
る場合は１個ではＢＣＤ信号２桁分しか構成できないた
め、２個使用すればＢＯＤ５桁もしくは４桁の構成が可
能となる。この例では、ＢＯＤ５桁で構成する例につい
て述べることにする。

まず、ＩＣメモリ５．６の記憶内容であるが、これはＡ
／Ｄ変換部４のディジタル出力信号に対応するアドレス
にこれに対応する温度データをあらかじめ書き込んでお
く。これは、たとえば、第５図に示すグラフよりサーミ
スタ回路の出力電圧を温度データとの関係が測定あるい
は計算によシ求めることができることから可能である。

たとえば、この第５図のグラフ上の点２０は０℃のとき
の点であシ、このときの出力電圧は２．０きの出力電圧
はｉ、ｉｖである。同様に、点２２は一３０℃のときの
点で、このときの出力電圧は３．２Ｖである。

この第５図のグラフは直線ではないが、直列の抵抗３ａ
〜３ｆと並列の抵抗２１〜２ｆの値さえ決めれば、定ま
った曲線を曲げることができる。

したがって、出力電圧の２ｍＶきざみまたは５ｍＶきざ
みにそれぞれ対応する温度の値を求めておく。

次に、この出力電圧をアドレスとして、これに対応する
アドレスにこれに対応する温度の値をＢＯＤ５桁で書き
込んでおけば、上記構成によシ、サーミスタの出力電圧
に対応する温度データをメモリＩＣ５，６よりＢＣＤコ
ード３桁で得ることができる。

この温度データはメモリＩＣ５，６のデータ端子５ｄ＃
６ｄよシ出力される。この温度データを各桁毎にＢＣＤ
−７セグメント変換部Ｔ〜９に入力し、それぞれ１桁目
、２桁目、３桁目データを数字表示器１０．１１．１２
で表示するように、この数字表示器１０〜１２を駆動す
るようになっている。

また、１５はデコーダを示す。このデコーダ１５は前記
の選択信号１４を復号し、目標温度設定部１６＆〜１６
ｆを選択するようになっている。この目標温度設定部１
６ａ〜１６ｆはたとえば、ディジタルスイッチなどで構
成され、出力としてディジタル信号が取り出せるもので
ある。その選択動作はマルチプレクサ１３の選択動作と
同期して該当するサーミスタ回路と該当する回路の目標
温度設定値を選択するものである。

１７は比較回路であシ、この比較回路１ＴはメモリＩＣ
５，６のＢＣＤコード出力と目標値設定部１６ａ〜１６
ｆの選択された目標値設定部の目標温度設定値と比較し
て、その比較の結果、測定温度が目標温度設定値を越え
ている場合（冷却の場合）または測定温度が目標温度設
定値を下まわっている場合（暖房あるいは加熱の場合）
に比較信号を出力する。この比較信号は記憶回路１８ａ
〜１８ｆの各回路に該当する記憶部で記憶されるよう釦
なっている。

この記憶回路１’８ａ〜１８ｆの記憶結果はバッファ回
路１９＆〜１９”’ｆによって増幅した後、リレー２０
ａ〜２０ｆを駆動するよう罠なっている。

リレー２０ａ〜２０ｆは電源Ｖｃｃに接続され、また、
接点２１８〜２１ｆをそれぞれ有しており、リレー２０
ａ〜２０ｆが駆動されると、それぞれ接点２１ａ〜２１
ｆをオン動作させるようになっている。

この接点２１１１〜２１ｆがオン動作することにより、
出力信号として取り出し、該当する被制御対象、すなわ
ち、負荷を駆動して、冷却、暖房。

加熱などの動作を行うことによシ、各回路の温度が目標
温度設定値になるように、温度制御を行うものである。

また、上記比較信号の記憶は比較動作を行う毎に行うも
のであるため、比較結果が前記とは逆になる場合は比較
信号は出力されず、したがって記憶回路１８ａ〜１８ｆ
の記憶はリセットされ、リレー２０ａ〜２０ｆは駆動さ
れないため、リレー接点２１ａ〜２１ｆはオフとなり、
シ九がって、該当する負荷は運転を停止する。以上の運
転および停止の繰り返しで温度制御を行うようにしてい
る。

この発明は以上のように構成されているため、メモリＩ
Ｃ５，６の容量を大きくして、第５図の出力電圧を１ｍ
Ｖきざみに１これに対応する温度を決めておけば、精度
はいくらでも上げることができ、数字表示器を４桁とす
ることもできる。

まな、マルチプレクサ１３とその駆動回路を入力に設け
て多数の温度センサを接続する例について説明したが、
勿論１回路で構成し、マルチプレクサ１３やデコーダ１
５、記憶回路１８ａ〜１８ｆを省略することもできる。

さらに、上記実施例では、サーミスタ１ａ〜１ｆを使用
する場合について述べたが、熱電対や測温抵抗体を温度
センサとする場合にも応用が可能であるとともに、マイ
クロコンピュータなどの演算処理装置を使用する機器に
組み込めば、マイクロコンピュータのメモリが利用でき
る利点があるなど、との発明の応用範囲は極めて広いも
のである。

以上詳述したように１この発明の温度制御装置によれば
、温度センサの出力電圧啼Ａ／Ｄ変換部でディジタル信
号に変換し、このディジタル信号であらかじめ記憶手段
に記憶しであるディジタル信号に対応する温度データを
読み出し、この温度データとあらかじめ設定した目標温
度設定値とを比較して温度制御を行うとともに表示手段
にて表示するようにしたので、温度センサの非直線性を
非常な高精度でしかも広い温度範囲にわたり、直線化で
きる。これに基づき、高精度な温度制御でき、従来の温
度制御装置のような複雑な回路を必要とせず、簡単な構
成でしかも安価にできる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はサーミスタの温度−２抵抗特性曲線図、第２図
は従来の温度、、−抵抗特性の直線化回路の一例を示す
回路図、第３図は第２図の回路の温度−抵抗特性を示す
図、第４図はこの発明の温度制御装置の一実施例の構成
を示すブロック図、第５図は同上温度制御装置における
温度とサーミスタ回路の出力電圧のプロットを示すグラ
フである。１ａ〜１ｆ・・・サーミスタ、４・・・Ａ　／　ｎ変換
部、５．６・・・メモリＩＣ，７〜９・・・ＢＣＤ−７
セグメント変換部、１０〜１２・・・数字表示器、１３
・・・マルチプレクサ、１５・・・デコーダ、１６ａ〜
１６ｆ・・・目標温度設定部、１７・・・比較回路、１
８ａ〜１８ｆ・・・記憶回路、２０ａ〜２０ｆ・・・リ
レー、２１＆〜２１ｆ・・・接点。代理人　葛野信−（ほか１名）！　５　図ｏｃ　　　　　３ｏ’ｃ手続補正書（自発）特許庁長官殿 ■・　事件の表示　　　　特願昭５７−１０４４１７号
２、発明の名称　　　　温度制御装置３、補正をする者代表者片山仁へ部４、代理人５、補正の対象（１）明細書の発明の詳細な説明の欄６、補正の内容（１）明細書をつきのとおり訂正する。（２）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　被制御対象の温度に応じた信号を取シ出す第
１の手段と、この第１の手段で取）出された信号をディ
ジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換部と、
このアナログ・ディジタル変換部から出力されるディジ
タル信号に対応して上記第１の手段の非直線性を校正し
た温度データを記憶する記憶手段と、上記アナログ・デ
ィジタル変換部の出力によシ上記記憶手段に記憶されて
いる上記温度データが読み出されるとこの読み出された
温度データを数字表示する表示手段と、目標温度を設定
する目標温度設定部と、この目標温度設定部で設定され
た目標温度設定値と上記温度データとを比較する比較手
段と、この比較手段によシ動作して上記被制御対象の温
度を上記目標温度設定値に吟るように制御する手段とよ
シなる温度制御装置。
（２）第１の手段はサーミスタと、このサーミスタに並
列に接続された第１の抵抗と、この第１の抵抗に直列に
接続された第２の抵抗とよりなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の温度制御装置。
（３）記憶手段はＲＯＭＩＣにより構成されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の温度制御装置。