JPS60238718A - 電子コントロ−ラのセンサ回路 - Google Patents
電子コントロ−ラのセンサ回路Info
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- JPS60238718A JPS60238718A JP9458984A JP9458984A JPS60238718A JP S60238718 A JPS60238718 A JP S60238718A JP 9458984 A JP9458984 A JP 9458984A JP 9458984 A JP9458984 A JP 9458984A JP S60238718 A JPS60238718 A JP S60238718A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- constant
- sensor
- circuit
- diodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Feedback Control In General (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】
産業上の利用分野
本発明は、各種センサを用いて自動制御を行なう電子コ
ントローラのセンサ回路に関する。
ントローラのセンサ回路に関する。
背景技術
空調機器のコントローラは、吸込口に設置した温度セン
サにより室温を検出し、設定した温度を保つようにコン
プレッサの０Ｎ１０ＦＦあるいはファンの風量を制゛御
する。また電子レンジでは、食品の温度をプローブセン
サにより直接検出したり、食品から出る水蒸気やガスの
濃度を検出するセンサを用いることにより、調理の仕上
がりを検知し、加熱出力や加熱ＦＲ間を制御し、自動調
理を可能にしている。
サにより室温を検出し、設定した温度を保つようにコン
プレッサの０Ｎ１０ＦＦあるいはファンの風量を制゛御
する。また電子レンジでは、食品の温度をプローブセン
サにより直接検出したり、食品から出る水蒸気やガスの
濃度を検出するセンサを用いることにより、調理の仕上
がりを検知し、加熱出力や加熱ＦＲ間を制御し、自動調
理を可能にしている。
これらのセンサの多くは、温度、湿度等の検知対象に依
存して抵抗値が変化する素子である。抵抗値の変化を検
出する最も簡単な方法としては、第１図に示すように、
センサＲ×と適当な値の定抵抗Ｒｓを直列に接続したも
のに定電圧Ｅを印加し、接続点の電圧Ｖを検出する方法
が一般的である。この電圧Ｖは、例えばアナログ−ディ
ジタル変換器１によりディジタル値に変換され、マイク
ロコンピュータ２に入力されて、外部機器を制御する為
のデータとして処理される。この場合、マイクロコンピ
ュータ２に入力されるディジタル値は、プログラム処理
を容易にする為に、検知対象の変化に対して直線的に変
化すること、すなわち、例えば温度Ｔが検知対象であれ
ば、△Ｖ／△Ｔ＝一定となることが望ましい。ところが
、第１図の回路では、検出電圧Ｖは、 Ｖ−Ｒｓ Ｅ／ （Ｒｓ ＋Ｒｘ ） となってセンサ抵抗ＲＸの双曲線関数となる。また、セ
ンサ抵抗Ｒｘは一般的に検知対象の変化に対し、非直線
的に変化する。例えばサーミスタ温度センサの場合、セ
ンサ抵抗Ｒ×は温度Ｔの指数関数となる。これらのこと
より、検知電圧■、従ってマイクロコンピュータ２に入
力されるディジタル値は、温度Ｔの変化に対し非直線的
な変化を示す。温ＩＩＴの変化範囲が狭い場合は、変化
範囲全体を１つの直線で近似し、ΔＶ／ΔＴ＝一定とみ
なしてもさしつかえないが、温度Ｔの変化範囲が広がる
と、変化範囲全体を１つの直線で近似すれば誤差が大き
くなり、実用上も問題となる。
存して抵抗値が変化する素子である。抵抗値の変化を検
出する最も簡単な方法としては、第１図に示すように、
センサＲ×と適当な値の定抵抗Ｒｓを直列に接続したも
のに定電圧Ｅを印加し、接続点の電圧Ｖを検出する方法
が一般的である。この電圧Ｖは、例えばアナログ−ディ
ジタル変換器１によりディジタル値に変換され、マイク
ロコンピュータ２に入力されて、外部機器を制御する為
のデータとして処理される。この場合、マイクロコンピ
ュータ２に入力されるディジタル値は、プログラム処理
を容易にする為に、検知対象の変化に対して直線的に変
化すること、すなわち、例えば温度Ｔが検知対象であれ
ば、△Ｖ／△Ｔ＝一定となることが望ましい。ところが
、第１図の回路では、検出電圧Ｖは、 Ｖ−Ｒｓ Ｅ／ （Ｒｓ ＋Ｒｘ ） となってセンサ抵抗ＲＸの双曲線関数となる。また、セ
ンサ抵抗Ｒｘは一般的に検知対象の変化に対し、非直線
的に変化する。例えばサーミスタ温度センサの場合、セ
ンサ抵抗Ｒ×は温度Ｔの指数関数となる。これらのこと
より、検知電圧■、従ってマイクロコンピュータ２に入
力されるディジタル値は、温度Ｔの変化に対し非直線的
な変化を示す。温ＩＩＴの変化範囲が狭い場合は、変化
範囲全体を１つの直線で近似し、ΔＶ／ΔＴ＝一定とみ
なしてもさしつかえないが、温度Ｔの変化範囲が広がる
と、変化範囲全体を１つの直線で近似すれば誤差が大き
くなり、実用上も問題となる。
従来は、このように広い変化範囲をカバーするセンサ回
路として、Ｖ＝ｆ（Ｔ）の曲線を複数の折れ曲がり点を
有する折れ線で近似し、折れ線を構成するそれぞれの直
線の傾きの逆数に比例するように増幅率を可変できる増
幅器を一段通すことにより、Δ■／ΔＴ−一定となるよ
うにしていた。
路として、Ｖ＝ｆ（Ｔ）の曲線を複数の折れ曲がり点を
有する折れ線で近似し、折れ線を構成するそれぞれの直
線の傾きの逆数に比例するように増幅率を可変できる増
幅器を一段通すことにより、Δ■／ΔＴ−一定となるよ
うにしていた。
具体的な従来例を第２図及び第３図に従って説明する。
第２図は、Ｖ＝ ｆ（Ｔ）の曲線を３本の直線から成る
折れ線で近似している様子を示す。それぞれの直線の傾
きは図中に示すようにα、β、γとなっている。そして
第３図は温度Ｔの広い変化範囲をカバーする為の従来の
回路例で、アナログ−ディジタル変換器１の前段に演算
増幅器３を挿入し、この増幅率が、当該増幅器３の出力
電圧Ｖ′に応じて変化するようにしている。即ち、第２
図かられかるようにｖ′＜ｖｌ のときの増幅率を０１
、Ｖ１≦Ｖ′＜Ｖ２１７）ときの増幅率を０２、Ｖ２≦
Ｖ′のときの増幅率を０３とし、 α・Ｇ１＝β・Ｇ２＝γ・Ｇ３＝一定・・・・・・（１
）となるようにすれば、温度Ｔの全変化範囲に対し、近
似的にΔＶ−／ΔＴ＝一定とすることができる。
折れ線で近似している様子を示す。それぞれの直線の傾
きは図中に示すようにα、β、γとなっている。そして
第３図は温度Ｔの広い変化範囲をカバーする為の従来の
回路例で、アナログ−ディジタル変換器１の前段に演算
増幅器３を挿入し、この増幅率が、当該増幅器３の出力
電圧Ｖ′に応じて変化するようにしている。即ち、第２
図かられかるようにｖ′＜ｖｌ のときの増幅率を０１
、Ｖ１≦Ｖ′＜Ｖ２１７）ときの増幅率を０２、Ｖ２≦
Ｖ′のときの増幅率を０３とし、 α・Ｇ１＝β・Ｇ２＝γ・Ｇ３＝一定・・・・・・（１
）となるようにすれば、温度Ｔの全変化範囲に対し、近
似的にΔＶ−／ΔＴ＝一定とすることができる。
第３図の回路は、Ｒ４、Ｒｓ 、Ｒｓの分圧比によって
、Ｖ−＜ＶＩのときはダイオードＤ＋及び同Ｄ２が共に
導通せずに ０１％Ｒ＋ ／Ｒｏ −・＝（２） ＶＩ ≦Ｖ−＜Ｖ２のときはＤ＋のみ導通して０２ Ｍ
Ｒ＋ （Ｒ２＋ Ｒ４） ／ （Ｒ。
、Ｖ−＜ＶＩのときはダイオードＤ＋及び同Ｄ２が共に
導通せずに ０１％Ｒ＋ ／Ｒｏ −・＝（２） ＶＩ ≦Ｖ−＜Ｖ２のときはＤ＋のみ導通して０２ Ｍ
Ｒ＋ （Ｒ２＋ Ｒ４） ／ （Ｒ。
（Ｒ＋ ＋Ｒ２＋Ｒｓ ）） ・・・・・・（３）■２
≦Ｖ′のときにはＤ＋ 、Ｄ２共に導通してとなる。
≦Ｖ′のときにはＤ＋ 、Ｄ２共に導通してとなる。
さらにＲ１）Ｒ２＋Ｒ４、Ｒ２）Ｒａ ＋Ｒｓとすれば
式（３）、式（４）はもつと簡単な式に近似でき、それ
ぞれ、 Ｇ２” （Ｒ２＋Ｒ４）／Ｒｏ −−（５）Ｇ３” （
Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒｓ ）／Ｒｏ ＝・＝■となる。ただし
、実際にはダイオードＤＩ及び同Ｄ２の順方向電圧降下
分も考慮しなければならない。
式（３）、式（４）はもつと簡単な式に近似でき、それ
ぞれ、 Ｇ２” （Ｒ２＋Ｒ４）／Ｒｏ −−（５）Ｇ３” （
Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒｓ ）／Ｒｏ ＝・＝■となる。ただし
、実際にはダイオードＤＩ及び同Ｄ２の順方向電圧降下
分も考慮しなければならない。
以上述べたように従来は、検出電圧Ｖを増幅器によって
ｖ′に増幅し、その増幅率を、ΔＶ／Δ王の小さな領域
では大きく、逆にΔ■／ΔＴが大きな領域では小さくと
いうように変化させることにより、Δ■／ΔＴがほぼ一
定りなるように構成していたが、回路が複雑になり、回
路設計の煩雑さは免がれ得なかった。また、コストダウ
ンの障壁でもあった。
ｖ′に増幅し、その増幅率を、ΔＶ／Δ王の小さな領域
では大きく、逆にΔ■／ΔＴが大きな領域では小さくと
いうように変化させることにより、Δ■／ΔＴがほぼ一
定りなるように構成していたが、回路が複雑になり、回
路設計の煩雑さは免がれ得なかった。また、コストダウ
ンの障壁でもあった。
発明の目的
本発明は、従来の回路を簡略化し、設計を容易にすると
共に、コストダウンを図ることを目的とするものである
。
共に、コストダウンを図ることを目的とするものである
。
発明の構成
本発明では、センサＲ×と直列に接続する負向抵抗Ｒｓ
の実効抵抗値を定電圧ダイオードの働きにより出力電圧
Ｖに応じて変化するように構成する。これにより、特に
出力電圧Ｖを補正する回路を必要とせずに、ΔＶ／ΔＴ
＝一定とすることができる。
の実効抵抗値を定電圧ダイオードの働きにより出力電圧
Ｖに応じて変化するように構成する。これにより、特に
出力電圧Ｖを補正する回路を必要とせずに、ΔＶ／ΔＴ
＝一定とすることができる。
実施例の説明
以下本発明の一実施例を第４図に基づいて説明する。
第４図の回路では、センサＲＸに直列に負荷抵抗Ｒ１ｉ
＋ を接続し、さらにＲ３＋ と並列に負荷抵抗Ｒ３２
と定電圧ダイオード４の直列枝路、及び負荷抵抗Ｒ３３
と定電圧ダイオード５の直列枝路を接続している。定電
圧ダイオード４．５は、第５図に示すように、順方向の
印加電圧及び逆方向の低い印加電圧に対し、では通常の
ダイオードと同様の整流特性を示すが、逆方向の印加電
圧があるＷ値電圧ＶＺを超・えると急激に電流が流れ始
めるという特性を持っている。従って、第４図の回路で
定電圧ダイオード４の閾値電圧Ｖｚ ＝Ｖａ １定電圧
ダイオード５の閾値電圧ＶＺ ＝Ｖｂとし、第２図のグ
ラフにおいＴＶａ ＝Ｖ＋ 、Ｖｂ ＝Ｖ２となるよう
に定電圧ダイオード４，５を選ぶことにより、出力電圧
Ｖに応じて負荷抵抗を変化させ、ΔＶ／ΔＴ＝一定とす
ることができる。即ち、Ｖ＜Ｖ＋のときは、定電圧ダイ
オード４及び同５のいずれにも電流は流れず、 Ｖ＝Ｒｓ Ｉ Ｅ／ （ＲＸ ＋Ｒｓ １ ）−・・−
・−・・■■１≦Ｖ＜Ｖ２のときは、定電圧ダイオード
４のみに電流が流れ、 ■２≦Ｖのときは定電圧ダイオード４及び同５のいずれ
にも電流が流れ、 ・・・・・・（９） となる。さらにＲ８Ｉ ）ＲＳ２ ）’Ｒ３３とすれば
、０式及び０式はもつと簡単な式に近似できる。即ち、 Ｖ＋ ≦Ｖ＜Ｖ２のときは Ｖ＝ （Ｒ３ａ Ｅ＋Ｒｘ Ｖ＋ ）／ （ＲＸ＋Ｒ３
２） ＝Ｖ＋ ＋Ｒ３２（Ｅ−Ｖ＋ ）／ （ＲＸ＋Ｒ８２）
・・・・・・０ω ■２≦■のときは Ｖ＝ （Ｒ３ｓ Ｅ＋ＲＸ Ｖ２ ） ／ （ＲＸ ＋
Ｒ３３）＝Ｖ２ ＋Ｒ５３（Ｅ−Ｖ２ ）／ （Ｒｘ
十Ｒ８３）・・・・・・（１１） となる。（７）式、０［Ｉ）式、（１１）式かられかる
ように、いずれも検出電圧Ｖはセンサ抵抗ＲＸの双曲線
で表わされ、従って、一般的には、従来例のように直線
で近似するよりも近似誤差が少なく、折れ曲がり点での
変化もより滑らかになるというメリットを持っている。
＋ を接続し、さらにＲ３＋ と並列に負荷抵抗Ｒ３２
と定電圧ダイオード４の直列枝路、及び負荷抵抗Ｒ３３
と定電圧ダイオード５の直列枝路を接続している。定電
圧ダイオード４．５は、第５図に示すように、順方向の
印加電圧及び逆方向の低い印加電圧に対し、では通常の
ダイオードと同様の整流特性を示すが、逆方向の印加電
圧があるＷ値電圧ＶＺを超・えると急激に電流が流れ始
めるという特性を持っている。従って、第４図の回路で
定電圧ダイオード４の閾値電圧Ｖｚ ＝Ｖａ １定電圧
ダイオード５の閾値電圧ＶＺ ＝Ｖｂとし、第２図のグ
ラフにおいＴＶａ ＝Ｖ＋ 、Ｖｂ ＝Ｖ２となるよう
に定電圧ダイオード４，５を選ぶことにより、出力電圧
Ｖに応じて負荷抵抗を変化させ、ΔＶ／ΔＴ＝一定とす
ることができる。即ち、Ｖ＜Ｖ＋のときは、定電圧ダイ
オード４及び同５のいずれにも電流は流れず、 Ｖ＝Ｒｓ Ｉ Ｅ／ （ＲＸ ＋Ｒｓ １ ）−・・−
・−・・■■１≦Ｖ＜Ｖ２のときは、定電圧ダイオード
４のみに電流が流れ、 ■２≦Ｖのときは定電圧ダイオード４及び同５のいずれ
にも電流が流れ、 ・・・・・・（９） となる。さらにＲ８Ｉ ）ＲＳ２ ）’Ｒ３３とすれば
、０式及び０式はもつと簡単な式に近似できる。即ち、 Ｖ＋ ≦Ｖ＜Ｖ２のときは Ｖ＝ （Ｒ３ａ Ｅ＋Ｒｘ Ｖ＋ ）／ （ＲＸ＋Ｒ３
２） ＝Ｖ＋ ＋Ｒ３２（Ｅ−Ｖ＋ ）／ （ＲＸ＋Ｒ８２）
・・・・・・０ω ■２≦■のときは Ｖ＝ （Ｒ３ｓ Ｅ＋ＲＸ Ｖ２ ） ／ （ＲＸ ＋
Ｒ３３）＝Ｖ２ ＋Ｒ５３（Ｅ−Ｖ２ ）／ （Ｒｘ
十Ｒ８３）・・・・・・（１１） となる。（７）式、０［Ｉ）式、（１１）式かられかる
ように、いずれも検出電圧Ｖはセンサ抵抗ＲＸの双曲線
で表わされ、従って、一般的には、従来例のように直線
で近似するよりも近似誤差が少なく、折れ曲がり点での
変化もより滑らかになるというメリットを持っている。
このように本発明によれば、センサの抵抗値変化範囲が
広範囲に亘るセンサ回路の出力電圧変化率をほぼ一定に
保つことを、演算増幅器のような能動回路素子を用いる
ことなしに、定電圧ダイオードで負荷抵抗を変化さゼる
といった非常に簡素で安価な構成により実現することが
できる。また、回路定数膜ｈ１も容易に行なえ、さらに
部品点数の削減により、信頼性も高くなるといった効果
を得ることができる。
広範囲に亘るセンサ回路の出力電圧変化率をほぼ一定に
保つことを、演算増幅器のような能動回路素子を用いる
ことなしに、定電圧ダイオードで負荷抵抗を変化さゼる
といった非常に簡素で安価な構成により実現することが
できる。また、回路定数膜ｈ１も容易に行なえ、さらに
部品点数の削減により、信頼性も高くなるといった効果
を得ることができる。
第１図は、基本的なセンサ回路を示す図、第２図はセン
サ回路の特性を説明する為の図、第３図は従来のセンサ
回路を示す図、第４図は本発明の一実施例におけるセン
サ回路を示す図、第５図は定電圧ダイオードの特性を説
明する為の図である。 ＲＸ−・・センサ Ｒ８＋ 、Ｒ３２、Ｒ３３−・・定
抵抗 Ｅ・・・定電圧源 １・・・アナログ−ディジタ
ル変換器 ２・・・マイクロコンピュータ ４．５・・
・定電圧ダイオード 特許出願人 松下電器産業株式会社 第１図 第３図 第４図 第６図
サ回路の特性を説明する為の図、第３図は従来のセンサ
回路を示す図、第４図は本発明の一実施例におけるセン
サ回路を示す図、第５図は定電圧ダイオードの特性を説
明する為の図である。 ＲＸ−・・センサ Ｒ８＋ 、Ｒ３２、Ｒ３３−・・定
抵抗 Ｅ・・・定電圧源 １・・・アナログ−ディジタ
ル変換器 ２・・・マイクロコンピュータ ４．５・・
・定電圧ダイオード 特許出願人 松下電器産業株式会社 第１図 第３図 第４図 第６図
Claims (1)
- 温度、湿度等の検知対象に依存して抵抗値が変化するセ
ンサと定抵抗とを直列に接続した枝路と前記枝路の両端
に印加する定電圧源と、前記枝路の接続点の電圧を検知
する手段と、直列に接続した定抵抗と定電圧ダイオード
からなり、前記枝路の定抵抗に並列に接続された少なく
とも一つの枝路とから構成されることを特徴とする電子
コントローラのセンサ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9458984A JPS60238718A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 電子コントロ−ラのセンサ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9458984A JPS60238718A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 電子コントロ−ラのセンサ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60238718A true JPS60238718A (ja) | 1985-11-27 |
Family
ID=14114460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9458984A Pending JPS60238718A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 電子コントロ−ラのセンサ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60238718A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4948784A (ja) * | 1972-09-11 | 1974-05-11 | ||
| JPS51128550A (en) * | 1975-04-12 | 1976-11-09 | Ricoh Co Ltd | Supplementation method for primary output convertion of trans-ducer co nvertion of transducer |
| JPS54101346A (en) * | 1978-01-26 | 1979-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Resistance value-voltage converting circuit |
-
1984
- 1984-05-14 JP JP9458984A patent/JPS60238718A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4948784A (ja) * | 1972-09-11 | 1974-05-11 | ||
| JPS51128550A (en) * | 1975-04-12 | 1976-11-09 | Ricoh Co Ltd | Supplementation method for primary output convertion of trans-ducer co nvertion of transducer |
| JPS54101346A (en) * | 1978-01-26 | 1979-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Resistance value-voltage converting circuit |
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