JPS597230A - 温度検出装置 - Google Patents

温度検出装置

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JPS597230A
JPS597230A JP11628082A JP11628082A JPS597230A JP S597230 A JPS597230 A JP S597230A JP 11628082 A JP11628082 A JP 11628082A JP 11628082 A JP11628082 A JP 11628082A JP S597230 A JPS597230 A JP S597230A
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JP
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temperature
resistance value
resistor
thermistor
circuit
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Mikio Hoshi
星 幹雄
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Micron Electronics Co Ltd
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Micron Electronics Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
    • G01K7/24Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
    • G01K7/245Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit in an oscillator circuit

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度検出装置に関し、特に抵抗値が温度依存性
を有するサーミスタの抵抗値変化を利用して発振器の発
振周波数を変化させて温度を検出する温度検出装置に関
する。
従来、温度を周波数に変換して検出する温度検出装置と
しては、サーミスタに電流を流し、その抵抗変化によっ
て生ずる電圧変化をに勺変換器によってデジタル化する
方式、サーミスタに生じる電圧変化を重用制御発振回路
に供給して電[ピー周波数変換53−(工なう方式等が
提案されている。
然し7乍ら、リ−ミスタは(1E□11、度に月゛〕゛
る抵抗値の変化か非1θ線Vトを有するので、サーミス
タに生りる宙11−を重接A /’D変換まだはV −
fr変換すると、温度に対(7て正確に比例し/ζ、検
出出力を得ることができず、このためサーミスタの抵抗
変化を温度に利(−て直線VLを治するようにリニアラ
イザ等の袖IL回路を必要とL=、回路構成が複雑高価
となる欠点を有していた。
本発明の目的は、発振回路の周波数可変抵抗として、温
度に対して殆んど抵抗値が変化しない抵抗と、温度に対
して抵抗値が変化するサーミスタとの直列回路を適用す
ることによって、それらの合成抵抗値の逆数を温度に対
して直線性を持たせ、補正回路を要するとどなく温度に
正確に比例した周波数発振出力をイ4することができる
温度検出装置−を提供するものである。
見、下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明す
る。
第1図(A)は本発明のブロック図を71くずもので、
合成ill抗値積値数1我をリニーアにしたザ ミスタ
回路5を発振回路6にJ5; kA、し、温度に比例し
だ発振出力(flが得られるように構成されている。
第1図(Blにおいて、■、2は直列に接続されたイン
バータ、;3はインバーターの入力側及びインバータ2
の出力側間に接続された充放電用コンデンサ、4及び5
はインバータlの入力側位0・出力側間に介挿された帰
還抵抗であり、全体として非安定マルチバイブレータ構
成の発振回路6が構成されている。
この発振回路6はコンデンサ3の容量Cと抵抗、1及び
5の抵抗値R1及びR2とによって定まる時定数に基づ
いて、f−2□(1え+十R;z)Cで表わされる周波
数fの発振出力が得られる。
而して、本発明においては、周波数可変抵抗5が第2図
に示すように温度に対して殆んと抵抗値が変化しない抵
抗8と、温度に対して抵抗値が変化するサーミスタ9と
の直列回路で構成されている。
この場合抵抗8の抵抗値を】t3、ザ−ミスタ9の1[
(積値をl工)・1とすると、こi’Lらの合成抵抗値
1tは(1= R,3−1−1t1・1で表わされ、ま
だサーミスタりの抵抗((ei ]h+はR・rI= 
Rot exp Bt (1/’T  ’、”To )
 (但し1えolは周囲温度To自ぐ)のときの抵抗値
、Toは一般に298’l((25°C)を基漁とし、
B+ItJ:サーミスタ定数である、)で表わされる。
そl−で合成抵抗値Rの逆数をYとすると、Y=1・1
え−Iえa−4−Rlrxで表わされ、この逆数Yを温
度変化に対して直線性を有するように抵抗値R3,Ro
 I及び131が夫々選定されている。
即ち、サーミスタ9の抵抗値RTlが温lx (℃:l
に対して第3図(5)で曲線Xで示す特性を有する場合
、抵抗8の抵抗値R3を直線Yで示すように選定するこ
とによって、合成抵抗値aを曲線Zで示すように補[[
ミすると、逆数Yは温度(℃)に対して第;3図(Bl
に示ず如く、0℃〜約60℃のイ]効範囲で1σ線i牛
を有する線Ff9わされることになる。
従って、前記有効範囲内における、温度変化に対する発
振回路6の出力周波数fは、温度変化に71シて正確に
比例したものとなる。
見、上のように、本発明によれば発振回路の周波数1可
変拭抗として、温度変化に対[2て殆んと抵抗値が変化
しない抵抗と、温度変化に対して抵抗値が変化するサー
ミスタとのif列回路を介挿し、その合成抵抗値の逆数
を温度に’2ThJ Lで直線性を持たせることによっ
て、温]現に対して正確に比例した周波数を有する検出
出力を得ることができ、然もそのだめの構成が電子制御
発振回路、リニアライザ等の補正回路を必要としないの
で簡易であり、さらに方形波出力が得られるのでこれを
直接計数することによって温度表示を行なうことができ
る他、A/D変換回路を必要とせずにコンピコ−−一夕
に入力することが可能となり、そのインターフェースを
簡易化し得る等の優れた効果を有する。
次に本発明の他の実施例を第4図(5)及0’ (B)
について説明する。
第4図(5)においては、前記抵抗8及びサーミスタ9
の直列回路と直列に同様の抵抗10及びサーミスタ11
の並列回路を接続したものであり、抵抗10の抵抗値を
R4,サーミスタ11の抵抗値を1(I2とすると、合
成抵抗値1’tは、て表わさJ↓、逆数Yば、 で)ぐわされる。
そして逆数Yが温度に幻してIBBl牛を有するように
I13. R4,ROI、 J、Ro2. B+、及び
I32か選定さ肛ている。
例えば各サーミスタ9,11の抵抗値Iえlを十C2(
273T−27:3X37:う) ) (1γI”  
27 :()としたとき、サーミスタ9について、 Ro  =  67 1 8  ii  6  Ω (
ato℃)   、    B=3876.056°K
   。
CI=−32,88・1022°に、C2=0.05!
1484963°■(とし、サーミスタ11について、
Ro−2871464Ω(atO℃)、B=3897.
739°K 、 C1−−29,811228°K。
C2=Q、056893781°にとし、抵抗8及o=
oの抵抗値を夫々■化3=147にΩ、■え4=184
にΩとすると、合成抵抗値■(は第5図(5)に示す如
く、温度に対する抵抗値が曲線Z′で表わされ、逆数Y
か第5図(I3)に示す如く、温度に対して泊線注を有
する直線F′で表わされる。又第4図(13)は、第4
図囚の等価回路であり、抵抗8及びlO′の抵抗値を夫
々、R3= l 47 KΩ及びR4=27]、、69
4にΩ、サーミスタ(3′について、Ro=3489.
403にΩ(ato’c) 、 13−3876.05
6に、C5=−32,884022K。
Cz=0.059484963’K とし、サーミスタ
11′について、Ro=750.888にΩ(atO℃
) 、 B=3897739■ぐ 、   C+=−2
9,84228°K  、   C2=0.05(58
93781°にとすると、合成抵抗値R及び逆数Yは夫
々第4図(支)の回路と全く同じ特性を示し、第5図(
5)及び(I3)で表わされる。第4図(5)及びfB
)の回路は構造の違いから1史用用途に応じて適宜選択
する。
第6図(A)は発振回路6をタイマー用集積回路20(
イノターノル社製ICM 7555 IPA )  を
使用して構成した実際回路であって、この回路の周波数
fは、f = 1.44 、、’c (B+ +2Rt
 )で表わされる・この場合、Rt << Rtに設定
すると、周波数fはf = 1.44/ zRtcで表
わされ、温度が変化することによりRtが変化し、周波
数fが変化する。このとき、周波数trf変抵抗抵抗は
第4図杭)の構成とし、第6図(Blに示す如く、セン
サ一部は高インピーダンスの為ザ−ミスタ21と固定抵
抗22をできるたけ近接さぜ、さらにこれらを囲繞する
金属り ス2:3及び接続コ−1・24は接続コ l・
と(−で7−ルト線を適用し、これをアースに接続する
串により、センサ一部、接続コートか他の物質による静
電容量の変化、ノイズ等の影響を防止するようにしてい
る。尚、前記回路において、サーミスタ及び固定抵抗は
夫々厚膜ザ−ミスタ及び厚膜抵抗を使用した。
而して第6図囚の回路に」っ・いで、ザ ミスタりをR
o = 2.(306MΩ(at 0℃)、B=−11
3315°に、ザミスタ11をRo = 1.5,85
4.MΩ(at 0℃) 、 B=4067.48°K
、コンデンサ3′の容量を5001)Fとし、V CC
を25V印加したときの温度−周波数特性を実測した結
果、第7図に直線Llで示す如く、温度にχ・1して直
線1牛を有する発振出力が得られた。尚第7図において
、直線L2はタイマー用ICとしてトムノン社製TDB
O555DPを使用し、VCCを5v印加した場合の特
性線であり、何れも温度に対して00〜100℃の広範
囲に亘って直線性を有する。
以」−のように、本発明の他の実施例によれば、サーミ
スタ及び抵抗の直列回路と、サーミスタ及び抵抗の並列
回路を直列に接続することによって、前記実施例に比べ
て発振回路の発振周波数をより広範囲に亘って温度に正
確に比例させることができる優れ/ζ効果を有する。
尚上記各実施例において、発振回路は」二側に限定され
るものでは々く、第8図に示す如き方形波発振回路を適
用することもできる。即ち、第8図において、13は差
動増幅器、14は差動増幅器13の負入力端及び接地間
に介挿された充放電、用コンデンサ、15は差動増幅器
13の負入力端及び出力端間に介挿された周波数可変抵
抗としての帰還用抵抗、16及び17は差動増幅器13
の正入力端及び出力端間に接続された分用用抵抗であり
、全体として方形波発振回路18が構成されている。
この方形波発振回路18はコンデンサ14の容%Cと帰
還用抵抗15の抵抗値ROとによって定寸る時定数CR
oに基づいてf−27rcRoで表わされる周波数fの
発振出力が得られ、前記抵抗15の抵抗値をIIJ変す
ることによって周波数fが可変される。従って、抵抗1
5に第2図及び第4図に示すサーミスタ及び抵抗の直列
回路を適用することによって前記と同様の作用効果を得
ることができる。この外挿々の発振回路を適用する事が
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(Alは本発明の概略を示すブロック図、第1図
(Blは発振回路の一例を示す回路図、第2図は本発明
に適用し得るサーミスタ及び抵抗回路の一例を示す回路
図、第3図(支)及び(Blは夫々第2図の抵抗回路の
温度−抵抗特性及び温度−抵抗逆数特性を示す図、第4
図(Al及び(Blは夫々本発明に適用し得るサーミス
タ及び抵抗回路の他の例を示す回路図、第5図囚及び(
Blは夫々その温度−抵抗特性及び温度−抵抗逆数%性
を示す図、第6図囚は発振回路の他の例を示す回路図、
第6図+13)は本発明の一実施例の路線的構成説明図
、SA’ 7図υI−,:I+λ度周波周波数特性す図
、第8図は本発明にJ1痕川L (’jる発振回路の他
の例を示す回路図である。 図中、1.2・・・インバータ、3,3′・・・充放電
用:1ンデンサ、5・・周波数可変抵抗、(3・・・発
振回路、8゜10 、 l O’・・抵抗、9.9’、
11,11’・・サーミスタ、13・・差動増幅器、1
4・・・充放電用コンデンサ、15・・・周波数可変抵
抗、18・・・方形波発振回路。 =164 第4図(A)    第4図(B) 第6図(A)      第6図(B)υ、+

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)発振回路の周波数可変抵抗を温度に対して抵抗値
    が殆んど変化しない抵抗と、温度に対して抵抗値が変化
    するサーミスタとの直列回路によって構成し、その合成
    抵抗値の逆数を温度に対して直線性を持たせ、温度変化
    に対して比例する周波数の発振出力を得るようにしたこ
    とを特徴とする温度検出装置。
  2. (2)  発振回路の周波数可変抵抗を温度に対して抵
    抗値が殆んど変化しない抵抗と温度に対して抵抗値が変
    化するサーミスタとの直列回路と、温度に対して抵抗値
    が殆んど変化しない抵抗と温度に対して抵抗値が変化す
    るサーミスタとの並列回路との直列回路によって構成し
    、その合成抵抗値の逆数を温度に対して直線性を持たせ
    、温度変化に対して比例する周波数の発振出力を得るよ
    うにしたことを特徴とする温度検出装置。
  3. (3)  発振回路の周波数可変抵抗を、温度に対して
    抵抗値が殆んど変化しない抵抗と温度に対して抵抗値が
    変化するす〜ミスタとの直列回路と、該直列回路のサー
    ミスタと並列に接続された抵抗値A7Lqい抵抗と温度
    に対して抵抗値が→奉→変化1ろ ザ〜ミヌタとの直列
    回路とによって構成し、その合成抵抗値の逆数を温度に
    対して面線性を持たせ、温度変化に対して比例する周波
    数の発振出力を得るようにしたことを特徴とする温度検
    出装置。
JP11628082A 1982-07-06 1982-07-06 温度検出装置 Granted JPS597230A (ja)

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JP2012195882A (ja) * 2011-03-17 2012-10-11 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 発振器及び発振器を有する半導体装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5796227A (en) * 1980-12-08 1982-06-15 Fujitsu General Ltd Temperature measuring apparatus

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