JPS5856818B2 - density and kay - Google Patents

density and kay

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JPS5856818B2
JPS5856818B2 JP49120198A JP12019874A JPS5856818B2 JP S5856818 B2 JPS5856818 B2 JP S5856818B2 JP 49120198 A JP49120198 A JP 49120198A JP 12019874 A JP12019874 A JP 12019874A JP S5856818 B2 JPS5856818 B2 JP S5856818B2
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JP
Japan
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temperature
effect transistor
field effect
voltage
capacitor
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JP49120198A
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Japanese (ja)
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JPS5146177A (en
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栄作 清水
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Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Suwa Seikosha KK
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電界効果トランジスタを感温素子として用い
た電子温度計に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic thermometer using a field effect transistor as a temperature sensing element.

従来、温度測定の方法として感温抵抗素子であるサーミ
スタを一辺に有するブリッジ回路の不平衡電圧を検出増
幅し、A−D変換器によってディジタル計測を行なう方
法が一般的であるが、高感度の増幅回路、高精度のA−
D変換回路などを必要としている。
Conventionally, the common method for temperature measurement is to detect and amplify the unbalanced voltage of a bridge circuit that has a thermistor, which is a temperature-sensitive resistance element, on one side, and then perform digital measurement using an A-D converter. Amplifier circuit, high precision A-
A D conversion circuit is required.

また感温抵抗素子であるサーミスタは小さい箇所の温度
測定ができる、感温が非常に良いなどの利点を持ってい
るが、抵抗と温度との非直線性が太きい、自己加熱に注
意しなけれはならないなどの欠点を携っているので、微
小温度の測定、温度差の測定などに適している。
In addition, thermistors, which are temperature-sensitive resistance elements, have the advantage of being able to measure the temperature of small places and have very good temperature sensitivity, but they have strong non-linearity between resistance and temperature and must be careful of self-heating. However, it is suitable for measuring minute temperatures and temperature differences.

しかし、測定温度範囲が広い場合などは抵抗と温度との
非直線性が大きいので、直接その抵抗値変化を利用する
と非直線な出力しか得られず、直接制御したい要求に合
わぬものであった。
However, when the measurement temperature range is wide, the nonlinearity between resistance and temperature is large, so if the resistance value change is used directly, only a nonlinear output can be obtained, which does not meet the requirements for direct control. .

このため純抵抗を直列並列に挿入し、抵抗値変化を直線
近似して利用してきたが精度の悪いものであった。
For this reason, pure resistors were inserted in series and parallel to approximate the change in resistance value using a linear approximation, but the accuracy was poor.

本発明は電界効果トランジスタを感温素子として用いて
、電界効果トランジスタの温度特性を利用して温度検出
を行なうものであり、簡単な回路構成によって誤差の介
入する要因が少なく、小型で精度の高い電子温度計を得
ようとするものである。
The present invention uses a field-effect transistor as a temperature-sensitive element to detect temperature by utilizing the temperature characteristics of the field-effect transistor.The present invention has a simple circuit configuration, has few sources of error, and is small and highly accurate. The aim is to obtain an electronic thermometer.

一般に、MOSトランジスタのドレイン電流IDとスレ
ッショルド電圧VTHの温度特性は次式で表わされる。
Generally, the temperature characteristics of the drain current ID and threshold voltage VTH of a MOS transistor are expressed by the following equation.

Vo・・・・・・ゲート−ソース間電圧(以下ゲート電
圧と略す) μ0・・・・・・反転層内の電子の移動度ため、MO8
t−ランジスタのドレイン電流IDの、dVTH 温度依存性は、(■G−■TH)及び□を適T 当に選ぶことにより、正、零、負の値をもつことができ
る。
Vo......Gate-source voltage (hereinafter abbreviated as gate voltage) μ0......Mobility of electrons in the inversion layer, MO8
The dVTH temperature dependence of the drain current ID of the T-transistor can have positive, zero, or negative values by appropriately selecting (■G-■TH) and □.

dVTH □及び(VG−VTR)とID温度係数の関T dVTH 係を第1図に示す。dVTH □ and (VG-VTR) and ID temperature coefficient relationship T dVTH The relationship is shown in Figure 1.

同図は をパラメータT とした時の(Vo−VTR)によるID温度係数の変化
を表わした図である。
This figure is a diagram showing the change in the ID temperature coefficient due to (Vo-VTR) when T is the parameter.

第2図はPチャンネルMO8I−ランジスタのIDと温
度Tとの特性を示したものである。
FIG. 2 shows the characteristics of the P-channel MO8I-transistor between ID and temperature T.

本発明は上述のドレイン電流IDの温度依存性を利用し
て温度検出を行なうものである。
The present invention detects temperature by utilizing the temperature dependence of the drain current ID described above.

第3図は本発明を利用した温度計の一実施例である。FIG. 3 shows an embodiment of a thermometer using the present invention.

第4図は第3図における各部の動作波形を示す図である
FIG. 4 is a diagram showing operating waveforms of each part in FIG. 3.

標準信号発生部でクロック信号を発生させ、布線Fによ
り分周回路Iに送られる。
A clock signal is generated in a standard signal generator and sent to a frequency divider circuit I via wiring F.

分周回路■の出力であるQ2 、 Q3 、 Q4 、
Q、はNANDゲート2に入り、NANDゲート2の
出力信号は分周回路■のQ1信号とNORゲート3に入
り布線Aに低周期の間欠パルス信号を得て、スイッチ5
のコントロール端子とNANDケ=l−12゜及びイン
パーク4を通りスイッチ6のコントロール端子に信号を
供給している。
Q2, Q3, Q4, which are the outputs of the frequency divider circuit ■,
Q, enters the NAND gate 2, and the output signal of the NAND gate 2 enters the Q1 signal of the frequency divider circuit (■) and the NOR gate 3, and a low-period intermittent pulse signal is obtained on the wiring A, which is then applied to the switch 5.
A signal is supplied to the control terminal of the switch 6 through the control terminal of the switch 6, the NAND gate 1-12°, and the impark 4.

スイッチ5に布線Aよりバイ信号が供給されるとスイッ
チ5はON状態となり、スイッチ6はOFF状態となる
When the bypass signal is supplied to the switch 5 from the wiring A, the switch 5 is turned on and the switch 6 is turned off.

スイッチ5がON状態となると、P−MOSトランジス
タ7とコンデンサ8から成る充電時定数に刑応してコン
デンサ7は電圧比較部11の布線Cに充電電圧を供給す
る。
When the switch 5 is turned on, the capacitor 7 supplies a charging voltage to the wiring C of the voltage comparator 11 in accordance with the charging time constant formed by the P-MOS transistor 7 and the capacitor 8.

この供給電圧が電圧比較部11の比較電圧(インバータ
11のスレッショルド電圧)になると、電圧比較部11
の出力布線りはバイレベルとなってNANDゲート12
に供給される。
When this supply voltage reaches the comparison voltage of the voltage comparator 11 (threshold voltage of the inverter 11), the voltage comparator 11
The output wiring becomes bi-level and the NAND gate 12
is supplied to

布線人と布線りがバイレベルの時間たけ、布線Fのクロ
ック信号が計測部13により計測され表示部14に温度
表示される。
The clock signal of the wiring F is measured by the measuring section 13 and the temperature is displayed on the display section 14 during the time period when the wiring person and the wiring operator are at bi-level.

布線Aの信号がバイ信号からロー信号に変化すると、ス
イッチ5はOFF状態、スイッチ6はON状態となる。
When the signal on the wiring A changes from a by signal to a low signal, switch 5 is turned off and switch 6 is turned on.

スイッチ6がON状態となるとコンデンサ8に充電され
た充電電圧は放電され、電圧比較部11の比較電圧以下
になると電圧比較部11の出力である布線りはローレベ
ルの信号となる。
When the switch 6 is turned on, the charging voltage charged in the capacitor 8 is discharged, and when the voltage becomes lower than the comparison voltage of the voltage comparison section 11, the output of the voltage comparison section 11 becomes a low level signal.

抵抗9,10のどちらか一方を可変することによりP−
MOSトランジスタの温度係数を可変することができる
ので、コンデンサ8に合わせて温度係数を可変すること
が望ましい。
By varying either resistor 9 or 10, P-
Since the temperature coefficient of the MOS transistor can be varied, it is desirable to vary the temperature coefficient in accordance with the capacitor 8.

なお、温度係数が零にならない様に可変することが大切
である。
Note that it is important to vary the temperature coefficient so that it does not become zero.

以上の様に、第3図の実施例においては、MOSトラン
ジスタを含む時定数回路の充放電を固定パルス幅のゲー
ト時間によって間欠的に制御し、測定温度に対応するパ
ルス幅を電圧比較部によって検出し、検出されたゲート
時間を測定表示するものである。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 3, the charging and discharging of the time constant circuit including the MOS transistor is intermittently controlled by the gate time of a fixed pulse width, and the pulse width corresponding to the measured temperature is determined by the voltage comparator. The gate time is detected and the detected gate time is measured and displayed.

実施例第3図では感温素子にP0MOSトランジスタを
用いたが、N、MOSトランジスタを用いても同様な方
法により温度を検出することができる。
In the embodiment shown in FIG. 3, a P0MOS transistor is used as the temperature sensing element, but the temperature can also be detected using a similar method using an NMOS transistor.

以上の様に、この発明によれば従来に比して小型で簡単
な構成で精度の高い測定が容易に実施でき、回路の集積
比に適した電子温度計を実現することができる。
As described above, according to the present invention, highly accurate measurements can be easily carried out with a smaller and simpler configuration than in the past, and an electronic thermometer suitable for the circuit integration ratio can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、MOSトランジスタのID温度係数を示す図
である。 第2図は、PチャンネルMOSトランジスタのIpの温
度特性を示す図である。 第3図は本発明の一実施例を示す回路図である。 第4図は、第3図における各部の動作波形を示す図であ
る。 1.21・・・・・・分周回路、2,12・・・・・・
NANDゲ゛−ト、3,26・・・・・・NORゲ゛−
ト、4・・・・・・インバータ、5,6・・・・・・ス
イッチ、7,24・・・・・・P。 MOSトランジスタ、8・・・・・・コンデンサ、9,
10・・・・・・抵抗、11・・・・・・電圧比較部、
13・・・・・・計測部、14・・・・・・表示部。
FIG. 1 is a diagram showing the ID temperature coefficient of a MOS transistor. FIG. 2 is a diagram showing the temperature characteristics of Ip of a P-channel MOS transistor. FIG. 3 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing operating waveforms of each part in FIG. 3. 1.21... Frequency divider circuit, 2,12...
NAND gate, 3, 26...NOR gate
G, 4... Inverter, 5, 6... Switch, 7, 24... P. MOS transistor, 8... Capacitor, 9,
10...Resistor, 11...Voltage comparator,
13...Measurement section, 14...Display section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 標準信号発生部、前記標準信号発生部の標準信号よ
り間欠パルス信号を形成するため分周回路、感温素子と
しての電界効果トランジスタ、前記電界効果トランジス
タに直列接続されたコンデンサ、前記電界効果トランジ
スタと前記コンデンサの直列回路の両端に接続された電
源、前記コンデンサの電圧を検出する電圧比較回路、前
記電圧比較回路の出力パルスが所定レベルの間、前記標
準信号発生部より派生する信号の数を計数する計測部よ
りなり前記電界効果トランジスタのスレッショルド電圧
は温度によって変化し、前記電界効果トランジスタと電
源の間に第1のスイッチ素子が接続され、前記コンデン
サーに並列に第2のスイッチ素子が接続され、前記第1
及び第2のスイッチ素子は前記間欠パルス信号によって
相補的に開閉されることを特徴とする電子温度計。
1. A standard signal generating section, a frequency dividing circuit for forming an intermittent pulse signal from the standard signal of the standard signal generating section, a field effect transistor as a temperature sensing element, a capacitor connected in series with the field effect transistor, and the field effect transistor. and a power supply connected to both ends of the series circuit of the capacitor, a voltage comparator circuit that detects the voltage of the capacitor, and a voltage comparator circuit that detects the number of signals derived from the standard signal generator while the output pulse of the voltage comparator circuit is at a predetermined level. The field effect transistor has a threshold voltage that changes depending on the temperature, a first switch element is connected between the field effect transistor and the power supply, and a second switch element is connected in parallel to the capacitor. , said first
and a second switch element are opened and closed in a complementary manner by the intermittent pulse signal.
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JPS5146177A JPS5146177A (en) 1976-04-20
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59181816U (en) * 1983-05-19 1984-12-04 入江 克昌 sports jacket
JPS6133825U (en) * 1984-07-31 1986-03-01 美智浩 遠藤 Pocket for work pants
JPH09122285A (en) * 1995-11-01 1997-05-13 Yoshio Matsukawa Golf practice wear

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JPS503794A (en) * 1973-05-16 1975-01-16

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