JPS6111837Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば自動車用触媒コンバータに使
用する温度警報装置に係り、検知温度が基準値を
越えると警報を発生する装置に関するものであ
る。

従来この種の回路として第１図に示すものがあ
つた。図において１は熱電対、２は抵抗器、６，
７，８，９および演算増巾器１０により構成され
る増巾回路、３は温度補償用のバリスタ１１およ
び抵抗器１２により構成される雰囲気温度補償回
路、４は抵抗器１３，１４および比較器１５によ
り構成される比較回路、２０は例えばランプのよ
うな警報表示器である。

次に従来回路の動作について説明する。

温度検出部の温度をT₁、熱電対１の冷接点の
温度をT₂とすれば熱電対１の出力電圧は近似的
にα（T₁−T₂）で与えられる。この誘起電圧は通
常ｍＶのオーダーであり、非常に微小な直流電圧
である為、抵抗６，７，８，９および演算増巾器
１０により構成される差動増巾器２で増巾する。
その増巾率をβとすればその出力電圧はβα
（T₁−T₂）となる。この電圧は検出温度T₁が一定
であつても雰囲気温度T₂が変化すれば変動する
ので温度補償用のバリスタ１１および抵抗器１２
により構成される温度補償回路３に通すことで出
力電圧を補償する。すなわちバリスタ１１を使用
することにより出力電圧をβα（T₁−T₂）＋γT₂
＋δの形に補正しβα＝γとなる様に回路定数を
選べば出力電圧はβαT₁＋δとなり周囲温度に
依存しなくなる。従つて、検出温度T₁が増大す
ることにより出力電圧βαT₁＋δも比例して増
大し、電源電圧Vccを抵抗器１３と１４で分割す
る基準電圧を越えることにより比較器１５がスイ
ツチング動作するので警報表示器２０が作動す
る。

従来の温度警報装置は以上のように差動増巾
部、温度補償部、比較部、警報表示部といつた具
合に４つの部分で構成されているので非常に部品
数も多く構成が複雑化すると共に、上述の温度補
償のために、バリスタ１１による温度補償係数と
演算増巾器１０出力の温度係数が対応する様に演
算増巾器１０の増巾度を設定する必要があり、部
品のバラツキにより精度が大きくばらつき、当然
コスト的にも割り高となるなどの欠点があつた。

この考案は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので温度補償部を比較部
の基準電圧発生部に組み込むことにより、安価で
精度バラツキの少ない装置を提供することを目的
としている。

以下、この考案の一実施例を第２図について説
明する。１は第１図に示した熱電対と同一のもの
であり冷接点の端子は接地されており端子は
比較器１５の入力端子に接続されている。５は
抵抗器１６，１７，１８，１９、温度補償用バリ
スタ１１および比較器１５により構成される比較
回路である。比較器１５の入力端子には、電源
（Ｖc.c.）とアース間に直列に接続された抵抗器１
６、バリスタ１１および抵抗器１９の回路上バリ
スタ１１の端子電圧を抵抗器１７と１８で分割し
た抵抗器１８の電圧と抵抗器１９の電圧との合成
電圧V₂が印加されている。次に回路定数は次の
ように選ぶ。熱電対１、バリスタ１１、電源Vcc
の温度勾配をそれぞれα，γ，ξ、抵抗器１６，
１７，１８，１９の抵抗値をそれR₁₆，R₁₇，
R₁₈，R₁₉、又熱電対１の冷接点温度（≒雰囲気温
度）T₂₀、検出温度T₁₀における熱電対１の出力
電圧V₁₀、雰囲気温度T₂₀におけるバリスタ１１の
順電圧、合成電圧および電源電圧をそれぞれ
V₁₁₀，V₂₀，Vcc₀とすれば次式を満すよう
に抵抗値R₁₆，R₁₇，R₁₈，R₁₉を選べば良い。

V₁₀＝V₂₀＝（Vcc₀−V₁₁₀）・Ｒ_１９／Ｒ_１９＋Ｒ_１６
＋V₁₁₀・ Ｒ_１８／Ｒ_１８＋Ｒ_１７ … −α＝（ξ−γ）・Ｒ_１９／Ｒ_１９＋Ｒ_１６ ＋γ・Ｒ_１８／Ｒ_１８＋Ｒ_１７ … R₁₉≪R₁₆≪R₁₇＋R₁₈ … ２０は第１図に示したと同様に警報表示器であ
る。

次にこの考案の実施例の動作について説明す
る。第２図に示すように熱電対１の端子を接地
し端子を比較器１５の端子に接続し熱電対１
の誘起電圧V₁を印加する。比較器１５の端子
には電源Vccから抵抗器およびバリスタ１１によ
り基準電圧V₂₀を印加する。被検出部の温度が上
昇し検出温度T₁₀以上となると比較器１５の入力
部ではV₁＞V₂₀となるため比較器１５はスイツチ
ング作動する。従つて警報表示器２０はオンし警
報を発する。

しかしながら一般に熱電対１の誘起電圧V₁は
被検出温度T₁冷接点温度をT₂、温度勾配をαと
すれば次式で与えられる。

V₁＝α（T₁−T₂） … V₁の冷接点温度T₂に対する温度勾配は次式と
なる。

∂Ｖ_１／∂Ｔ_２＝−α … これは被検出温度T₁が一定であつても冷接点
温度T₂の影響を受けることを意味する。従つて
冷接点温度T₂の値に依存せずに比較する為には
基準電圧V₂の温度勾配も式を満す必要があ
る。

よつて次式を満さねばならない。

∂Ｖ_１／∂Ｔ_２＝∂Ｖ_２／∂Ｔ_２＝−α … 又、第２図によれば雰囲気温度T₂₀、比較基準
電圧V₂₀は次式で与えられる。

V₂₀＝（Vcc₀−V₁₁₀）・Ｒ_１９／Ｒ_１９＋Ｒ_１６ ＋V₁₁₀・Ｒ_１８／Ｒ_１８＋Ｒ_１７ … 従つて、冷接点温度がT₂₀において被検出温度
T₁₀を検出し、警報表示器２０をオンさせる為に
は次式が成立しなければならない。，式より V₁₀＝V₂₀＝（Vcc₀−V₁₁₀）・Ｒ_１９／Ｒ_１９＋Ｒ_１６
＋V₁₁₀・ Ｒ_１８／Ｒ_１８＋Ｒ_１７ この式は本考案の構成の項で述べた式と一致
する。

次にの一般式を式に代入すると温度勾配に
関する関係式が得られる。

−α＝（∂Ｖｃｃ／∂Ｔ_２−∂Ｖ_１１／∂Ｔ_２）・Ｒ
_１９／Ｒ_１９＋Ｒ_１６ ＋∂Ｖ_１１／∂Ｔ_３・Ｒ_１８／Ｒ_１８＋Ｒ_１７
… ここで電源Vcc、バリスタの順電圧V₁₁の温度
勾配をそれぞれ∂Ｖｃｃ／∂Ｔ_２＝ξ，∂Ｖ_１１／∂Ｔ
_２＝γと置けば 式は次式として書き換えられる。

−α＝（ξ−γ）・Ｒ_１９／Ｒ_１９＋Ｒ_１６ ＋γ・Ｒ_１８／Ｒ_１８＋Ｒ_１７ この式はやはり本考案の構成の項で述べた式
と一致する。

以上のように式および式を満す回路定数
R₁₆，R₁₇，R₁₈，R₁₉を設定することにより被検出
温度T₁を冷接点温度T₂に依存せずに検出し警報
を行なうことが可能となる。

以上のように、この考案によれば熱電対の誘起
電圧が直接比較器で比較、検出出来、又、温度補
償回路を比較回路の基準電圧発生部に組み込むよ
うに構成したので回路は簡略化され、従つて精度
の高い安価な装置が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温度警報装置を示す電気回路
図、第２図はこの考案の一実施例を示す電気回路
図である。図において１は熱電対、５は比較回
路、１６，１７，１８，１９は抵抗器、１１はバ
リスタ、１５は比較器、２０は警報表示器であ
る。尚、各図中同一符号は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 温度検出部に配置された熱電対、電源が印加さ
   れる互いに直列接続された抵抗および雰囲気温度
   補償用のバリスタとこのバリスタの電圧を分圧す
   る分圧抵抗を含んで成り該分圧抵抗の分圧電圧に
   基づいて雰囲気温度に関係した基準電圧を発生す
   る基準電圧発生回路、上記熱電対の直流出力電圧
   とを比較することによりスイツチング動作する比
   較回路、及び該比較回路が動作することにより作
   動し警報を発生する警報器を備えた温度警報装
   置。