JPS5961725A - ブリツジ形センサ回路 - Google Patents
ブリツジ形センサ回路Info
- Publication number
- JPS5961725A JPS5961725A JP15969482A JP15969482A JPS5961725A JP S5961725 A JPS5961725 A JP S5961725A JP 15969482 A JP15969482 A JP 15969482A JP 15969482 A JP15969482 A JP 15969482A JP S5961725 A JPS5961725 A JP S5961725A
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- JP
- Japan
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- resistor
- operational amplifier
- resistance
- input side
- inverting input
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は温度測定用のプリツノ形センザ回路に関する。
従来この種のセンサ回路はホイートストンブリツノの−
・辺にニッケル抵抗高度センサとか白金抵抗湿度センサ
を接続した回路を使用しているがそれぞれのセンサに対
して別個のブリッジ形センザ回路を使用していた。
・辺にニッケル抵抗高度センサとか白金抵抗湿度センサ
を接続した回路を使用しているがそれぞれのセンサに対
して別個のブリッジ形センザ回路を使用していた。
本発明の目的はニッケル抵抗高度センサにも白金抵抗湿
度センサにも使用できるプリン ジ形センザ回路を提供
することである。この目的は本発明によれば特許請求の
範囲に記載されている特徴により達成される。次に本発
明を図面を用いて詳しく説明する。
度センサにも使用できるプリン ジ形センザ回路を提供
することである。この目的は本発明によれば特許請求の
範囲に記載されている特徴により達成される。次に本発
明を図面を用いて詳しく説明する。
先ず、第1図のような、抵抗温度センサR=rが温度に
依存して変化する、11(抗であるホイ−トストンブリ
7)が考えられる。このブリ7ノ形センリ−回路では特
定の温度のときプリン、りを<11衡させて温度が変化
したときの不平衡に相応して抵抗R2と抵抗温度センサ
RTとの接続点v1の電圧を演算増幅器の非反転入力側
に加え、’ +X抗R3とR4との間の接続の電圧■
2を反転入力側に加えて、人力信号の差V3を増幅して
温度変化を表わす出力信号Uを取出す。その後ブリッジ
出力電圧Uは電圧v2を変化させ、電圧VSを零にして
ブリッジの平衡を回復する。
依存して変化する、11(抗であるホイ−トストンブリ
7)が考えられる。このブリ7ノ形センリ−回路では特
定の温度のときプリン、りを<11衡させて温度が変化
したときの不平衡に相応して抵抗R2と抵抗温度センサ
RTとの接続点v1の電圧を演算増幅器の非反転入力側
に加え、’ +X抗R3とR4との間の接続の電圧■
2を反転入力側に加えて、人力信号の差V3を増幅して
温度変化を表わす出力信号Uを取出す。その後ブリッジ
出力電圧Uは電圧v2を変化させ、電圧VSを零にして
ブリッジの平衡を回復する。
マトリックスを用いることにより、出力電圧は次の式に
より表わすことができる。即ち、ただし R2= R3= R4−= R 式の中で各抵抗の抵抗値は同じ参照記号で示されている
。
より表わすことができる。即ち、ただし R2= R3= R4−= R 式の中で各抵抗の抵抗値は同じ参照記号で示されている
。
湿度に依存する抵抗温度センサRTは温度のの関数とし
て次の式で表わすことができる。
て次の式で表わすことができる。
RT−R(1+αt −ト βt2) −−(2)そ
の際Rは0℃のときの抵抗値 tは摂氏の温度 α、βは係数 従って式(1)を次の一般式で表わすことができる、 この式は、1αし+βシ21(lのとき温度上の多項式
として展開することができる。l4jJも−−−−−(
4) この展開式は、t2の項の係数が零に等しい場合(t2
より大きい項は無視する)、tの一次関数となる。即ち
、 ただし 3 − > 0 03+04 こごてニッケル抵抗温度センサと白金抵抗温度センサに
対して標帛式を求めることによって、次の式が成り立つ
ことがわかった。
の際Rは0℃のときの抵抗値 tは摂氏の温度 α、βは係数 従って式(1)を次の一般式で表わすことができる、 この式は、1αし+βシ21(lのとき温度上の多項式
として展開することができる。l4jJも−−−−−(
4) この展開式は、t2の項の係数が零に等しい場合(t2
より大きい項は無視する)、tの一次関数となる。即ち
、 ただし 3 − > 0 03+04 こごてニッケル抵抗温度センサと白金抵抗温度センサに
対して標帛式を求めることによって、次の式が成り立つ
ことがわかった。
ニッケルに対しRT = R(l+αNit’−βN1
t)白金に対し Rq”R(1+αpシt’lβPt
t2)各々の式において β訂〉0 (正の係数) βpt<O(負の係数) である。
t)白金に対し Rq”R(1+αpシt’lβPt
t2)各々の式において β訂〉0 (正の係数) βpt<O(負の係数) である。
ところがαおよびβの値を式(5)に代入すると、白金
の場合 となるので、式の条件を満たさないことがわかる。
の場合 となるので、式の条件を満たさないことがわかる。
従って、第1図のブリッジ回路は白金抵抗温度センサの
温度に対する直線的応答に不適当である。他方ニッケル
抵抗温度センサの場合βNi〉0なので、この形式のブ
リッジ回路で湿度に対して直線的に応答させることがで
きる。C3およびC4の値を式(5)に代入すると、ブ
リッジ抵抗に対する関係がわかる。この式(5)は、温
度と出力電圧Uとの間に最良の直線関係を得たい場合、
必ず満たさなければならない。
温度に対する直線的応答に不適当である。他方ニッケル
抵抗温度センサの場合βNi〉0なので、この形式のブ
リッジ回路で湿度に対して直線的に応答させることがで
きる。C3およびC4の値を式(5)に代入すると、ブ
リッジ抵抗に対する関係がわかる。この式(5)は、温
度と出力電圧Uとの間に最良の直線関係を得たい場合、
必ず満たさなければならない。
(5)式に抵抗値を代入すると
七なる。
出力電圧と種々のブリッジ抵抗値との間の関係を田算す
るのに、フォートラン・プログラムを用いて、抵抗値を
R適に設定することによりのR適な抵抗値を式(6)に
代入すると、直線性の評価を行なうことができる。例え
ば、R=100Ω、Rr−1200Ω、R5=750Ω
αNi、 = 5.474 ×10 ’ +βNよ=6
.56X10−6のとき このように抵抗値を係数βN i/Cff12Nt
と比較することによって、この抵抗値が優れた直線性を
得るのに適当であることがわかる。
るのに、フォートラン・プログラムを用いて、抵抗値を
R適に設定することによりのR適な抵抗値を式(6)に
代入すると、直線性の評価を行なうことができる。例え
ば、R=100Ω、Rr−1200Ω、R5=750Ω
αNi、 = 5.474 ×10 ’ +βNよ=6
.56X10−6のとき このように抵抗値を係数βN i/Cff12Nt
と比較することによって、この抵抗値が優れた直線性を
得るのに適当であることがわかる。
白金抵抗温度センサは、第1図のブリツノ回路を第2図
に示すように僅かに変形すれば用いることができる。つ
まり、白金の負の非直線性を補償するために、ある程度
の正帰還を行えばよい。そこで、新たにブリッジ回路に
スイッチS1を介して正帰還抵抗R7を設ける。このと
き出力電圧Uは次のように表わされる。
に示すように僅かに変形すれば用いることができる。つ
まり、白金の負の非直線性を補償するために、ある程度
の正帰還を行えばよい。そこで、新たにブリッジ回路に
スイッチS1を介して正帰還抵抗R7を設ける。このと
き出力電圧Uは次のように表わされる。
しく11月
ただし R2= R3”” R4” Rこの式を一般式
(3)と比較ずれば、C3およびC4に対する新たな値
は次のように表わゼる。
(3)と比較ずれば、C3およびC4に対する新たな値
は次のように表わゼる。
Q3= (RR7−2RR6−2RIR6+R5R7
−R5R6)RC4= (2T(RIR7+R2R7+
RR5R7−RR5R6)C3およびC4の値を式(5
)に代入すると次のような式になる。
−R5R6)RC4= (2T(RIR7+R2R7+
RR5R7−RR5R6)C3およびC4の値を式(5
)に代入すると次のような式になる。
前述のように、白金の係数βptは負である。
従って式(8)からこの式の右辺の分子が、(R1R5
)R7((2RR6+2RIR64−R5R6)であれ
ば負になることがわかる。この条件は適当な抵抗を選定
することによって実現することができる。径って、市帰
還抵抗R7は白金の非直線性を1゛分に補償する。実際
の白金プリツ、; 形センーリ゛回路においては、ニン
ヶルプリッジ形センサ回路の場合と同し値の抵抗を用い
、抵抗R7は16.5にΩに選定した。出力電圧一温度
−特性はフォートラン・プログラムを用いて語算した。
)R7((2RR6+2RIR64−R5R6)であれ
ば負になることがわかる。この条件は適当な抵抗を選定
することによって実現することができる。径って、市帰
還抵抗R7は白金の非直線性を1゛分に補償する。実際
の白金プリツ、; 形センーリ゛回路においては、ニン
ヶルプリッジ形センサ回路の場合と同し値の抵抗を用い
、抵抗R7は16.5にΩに選定した。出力電圧一温度
−特性はフォートラン・プログラムを用いて語算した。
抵抗R7を1・記の値にしたとき、優れた直線性が得ら
れた。「す確認するため、この抵抗値を式(8)に代入
したところ、次のようになった。
れた。「す確認するため、この抵抗値を式(8)に代入
したところ、次のようになった。
式(8)の両辺を比較すれば、この抵抗値が適当光なこ
とが判かる。抵抗R7は、回路における正帰還が負帰還
より大きくならないようにするためには抵抗R6より大
きくしなければならない。このように構成すればブリッ
ジ形センサ回路を白金センサにもニッケルセンサにも用
いることができる。
とが判かる。抵抗R7は、回路における正帰還が負帰還
より大きくならないようにするためには抵抗R6より大
きくしなければならない。このように構成すればブリッ
ジ形センサ回路を白金センサにもニッケルセンサにも用
いることができる。
センサにニッケルを用いた場合と、白金を用いた場合と
の間には、電圧−濡度一スケールファクタに差がでる。
の間には、電圧−濡度一スケールファクタに差がでる。
このスケールファクタの差を補償するためには、ブリッ
ジをニッケル抵抗湿度センサに接続するときに抵抗R6
に並列に更に1つの抵抗Hpを接続すればよい。この並
列抵抗は、負帰還抵抗が条件式(6)に影響しないので
、ニッケル抵抗湿度センサの直線性を損なうことはない
。ブリッジ回路を白金センサからニッケルセンサに、ま
たはその逆に切換えることができるようにした本発明の
実施例を第3図に示す。第3図では白金抵抗湿度センサ
メ使用する場合スイッチs1.s2を、その切換位置P
しに切換え、ニッケル抵抗湿度センサを使用する場合切
換位置Niに切換えて使用する。
ジをニッケル抵抗湿度センサに接続するときに抵抗R6
に並列に更に1つの抵抗Hpを接続すればよい。この並
列抵抗は、負帰還抵抗が条件式(6)に影響しないので
、ニッケル抵抗湿度センサの直線性を損なうことはない
。ブリッジ回路を白金センサからニッケルセンサに、ま
たはその逆に切換えることができるようにした本発明の
実施例を第3図に示す。第3図では白金抵抗湿度センサ
メ使用する場合スイッチs1.s2を、その切換位置P
しに切換え、ニッケル抵抗湿度センサを使用する場合切
換位置Niに切換えて使用する。
なお抵抗R6、抵抗RPを上記の実施例ではそれぞれ固
定抵抗を用いたがその代りに1つのMJ 変抵抗を用い
ることもできる。なお前述のプリツノ形センザ回路にお
いてセンサの機能をチェックしたい場合第4図に示すよ
うに構成することができる。第4図においては演算増幅
器A2 が抵抗R8およびR9と共に、電圧■1と■
2の差の電圧vsを検出する演算増幅器として設けられ
ており、電圧v1’とv2との差電圧VSが零のとき、
演算増幅器の非反転大刀側の電圧v2とその出力側電圧
v3との差電圧vB・も零になり、この電圧VFが、ダ
イオ F’ Dl + D2 、D3 、D4 +D5
、抵抗RIOから成る発光ダイオ−ドブリッツ回路に供
給される。このとき発光グイJ −1’ D5は発光し
ない。
定抵抗を用いたがその代りに1つのMJ 変抵抗を用い
ることもできる。なお前述のプリツノ形センザ回路にお
いてセンサの機能をチェックしたい場合第4図に示すよ
うに構成することができる。第4図においては演算増幅
器A2 が抵抗R8およびR9と共に、電圧■1と■
2の差の電圧vsを検出する演算増幅器として設けられ
ており、電圧v1’とv2との差電圧VSが零のとき、
演算増幅器の非反転大刀側の電圧v2とその出力側電圧
v3との差電圧vB・も零になり、この電圧VFが、ダ
イオ F’ Dl + D2 、D3 、D4 +D5
、抵抗RIOから成る発光ダイオ−ドブリッツ回路に供
給される。このとき発光グイJ −1’ D5は発光し
ない。
通常の動作状態では、電圧v1は抵抗温度センサRTの
抵抗の変化と共に変化する。同時に演算増111i藷A
1がv2の電圧を変化させ、これにより、電圧■]と■
2とを等しくする。従って電圧VSが零になる。
抵抗の変化と共に変化する。同時に演算増111i藷A
1がv2の電圧を変化させ、これにより、電圧■]と■
2とを等しくする。従って電圧VSが零になる。
(a)抵抗温度センサRTが短絡した場合。
抵抗温度センサRTが短絡すると、電圧v2は電圧v1
に追従することができない。それは演算増@器A1動作
範囲では不十分なので電BF、 Vsが零にならない(
一般に0.4Vより大きい)からである。電圧V3は演
算増幅器へ2で発光ダイオードD50発光に十分な電圧
値に増幅され、その結果は発光ダイオードが発光してセ
ンサの故障が指示される。
に追従することができない。それは演算増@器A1動作
範囲では不十分なので電BF、 Vsが零にならない(
一般に0.4Vより大きい)からである。電圧V3は演
算増幅器へ2で発光ダイオードD50発光に十分な電圧
値に増幅され、その結果は発光ダイオードが発光してセ
ンサの故障が指示される。
(b)抵抗温度センサRTへの接続が断線した場合う抵
抗温度センサRTが断線したり、抵抗温度センサRTへ
の接続線が断線して回路が開放されると、演算増幅器A
Iの動作範囲が電圧■2を電圧v1の新たな値まで変化
させるには不十分なので、演算増幅器A2によって、電
圧値vsが増幅され、その結果電圧VFが発光ダイオー
ドD5を発光させるのに十分な値なの°゛−で故障が指
示される。
抗温度センサRTが断線したり、抵抗温度センサRTへ
の接続線が断線して回路が開放されると、演算増幅器A
Iの動作範囲が電圧■2を電圧v1の新たな値まで変化
させるには不十分なので、演算増幅器A2によって、電
圧値vsが増幅され、その結果電圧VFが発光ダイオー
ドD5を発光させるのに十分な値なの°゛−で故障が指
示される。
上述のように本発明によればニッケル抵抗湿度センサに
も白金抵抗温度センサにもブリッジ形センサ回路を共用
することができ、またその際スイッチと抵抗を(=J加
接続するだけでよく付加費用も殆んどかからない。また
温度測定と同時にセン→)”の機能をもヂエツクして指
示することができる。
も白金抵抗温度センサにもブリッジ形センサ回路を共用
することができ、またその際スイッチと抵抗を(=J加
接続するだけでよく付加費用も殆んどかからない。また
温度測定と同時にセン→)”の機能をもヂエツクして指
示することができる。
第1図は本発明の説明のための回路図であり、第2図〜
第4図はそれぞれ本発明のブリッジ形センサ回路の実線
例の回路図を示す。 A1 、 A2・・演算増幅器、RT・・・抵抗濡度セ
ンサ第1f!1
第4図はそれぞれ本発明のブリッジ形センサ回路の実線
例の回路図を示す。 A1 、 A2・・演算増幅器、RT・・・抵抗濡度セ
ンサ第1f!1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一つのブリッジ辺に抵抗i%?[センサRTカ接続
され、残りのブリッジ辺に等しい抵抗値の抵抗R2、R
3、R4が接続されたブリッジの抵抗R2と33との接
続点を抵抗R1を介して正の給電線に接続し、抵抗温度
センサRTと抵抗R4との接続点を抵抗R5を介して基
準電位線に接続し、前記ブリッジの抵抗温度センサRT
と抵抗R2との接続点を演算増幅器Δ1の非反転入力側
に接続し、抵抗R3と抵抗R4との接続点を前記演算増
幅器の反転入力側に接続し、前記演算増幅器の出力側と
その反転入力側との間にニッケル抵抗温度センサに対し
て回路定数の定められた負帰還抵抗R6を設け、前記演
算増幅器の出力側を、白金抵抗温度センサを用いる場合
閉成されるスイッチSlおよび前記負帰還抵抗の抵抗値
より大きな抵抗値の正帰還抵抗R7を介して前記演算増
幅器の非反転入力側に接続したことを特徴とするプリツ
ノ形センサ回路。 2、一つのブリッジ辺に抵抗’1M+ aセンザRTカ
接続され、残りのブリッジ辺に等しい抵抗値の抵抗R2
、R3、R4が接続されたプリツノの抵抗R2とR3と
の接続点を抵抗R1を介して正の給電線に接続し、抵抗
温度センサRTと抵抗R4との接続点を抵抗R5を介し
て基準電位線に接続し、前記ブリッジの抵抗温度センサ
RTと抵抗R2との接続点を演算増幅器A〕−の非反転
入力側に接続し、抵抗R3と抵抗R4との接続点を前記
演算増幅器の反転入力側に接続し、前記演算増幅器の出
力側とその反転入力側との間にニッケル抵抗温度センサ
に対して回路定数の定められた負帰還抵抗R6を設け、
前記演算増幅器の出力側を、白金抵抗篇゛度センサを用
いる場合閉成されるスイッチS1および前記負帰還抵抗
の抵抗値より大きな抵抗値の正帰還抵抗R7を介して前
記演算増幅藩A1の非反転入力側に接続し、前記演算増
幅器A1.の出力側からその反転入力側ヘスインチS2
を介して、抵抗温度センサ゛としてニッケルを用いた場
合と、白金を用いた場合とテ?[圧’1FiA度スケー
ルファクタの差を補償する抵抗Hpを接続したことを特
徴とするブ’Jンノ形センザ回路。 δ、 負帰還抵抗R6およびスケール7了クタの差を補
償する抵抗J’tpを1つのuJ変低抵抗して、スイッ
チSlに連動して可変抵抗を制御するようにした特許請
求の範囲第2項記載のプリン、ジ形センサ回路。 4、−・つのブリッジ辺に抵抗湿度セン−I火RT、7
);接続され、残りのブリッジ辺に等しし)抵抗値の抵
抗R2、R3、R4が接続されたブIJ゛ツノの抵抗R
2とR3との接続点を抵抗R]を介して正の給電線に接
続し、抵抗温度センサRTと抵抗R4との接続点を抵抗
R5を介して基嘔電位線Gこ接続し、前記ブリッジの抵
抗温度−ヒンサRTと抵抗R2との接続点を演算増幅器
A1の非反転入力側に接続し、抵抗R3と抵抗R4との
接続点を前記演算増幅器の反転入力側に接続し、前記演
算増幅器の出力側とその反転入力側との間にニッケル抵
抗高度センサに、対して回路定数の定められた負帰還抵
抗R6を設け、前記演算増幅器の出力側を、白金抵抗温
度センサを用いる場合閉成されるスイッチS1 およ
び前記負帰還抵抗の抵抗値より大きな抵抗値の正帰還抵
抗R7を介して前記演算増幅器A1の非反転入力側に接
続し、前記演算増幅A1の非反転入力側を前置抵抗R8
を介して、第2の負帰還演算増幅器A2の反転入力側に
接続し、該第2の演算増幅器A2の非反転入力側に前記
演算増幅器A1の反転入力側を接続し、第2の演算増幅
器の非反転入力側と出力側との間にダイオ−1ブリッジ
回路を接続し、その対角線分岐に発光ダイオ=−1−″
を設けたことを特徴とするブリッジ形センザ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15969482A JPS5961725A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | ブリツジ形センサ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15969482A JPS5961725A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | ブリツジ形センサ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5961725A true JPS5961725A (ja) | 1984-04-09 |
JPS6348293B2 JPS6348293B2 (ja) | 1988-09-28 |
Family
ID=15699269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15969482A Granted JPS5961725A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | ブリツジ形センサ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5961725A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6236320B1 (en) | 1999-03-04 | 2001-05-22 | Nec Corporation | Determination of an ambient temperature through the comparison of divided voltages |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4678801B2 (ja) * | 2000-11-01 | 2011-04-27 | キヤノン株式会社 | 温度検出回路及び該回路を備えた記録装置 |
JP3962639B2 (ja) * | 2002-06-21 | 2007-08-22 | キヤノン株式会社 | ヒータ制御装置 |
-
1982
- 1982-09-16 JP JP15969482A patent/JPS5961725A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6236320B1 (en) | 1999-03-04 | 2001-05-22 | Nec Corporation | Determination of an ambient temperature through the comparison of divided voltages |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6348293B2 (ja) | 1988-09-28 |
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