JPS6122764B2 - - Google Patents

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JPS6122764B2
JPS6122764B2 JP2986777A JP2986777A JPS6122764B2 JP S6122764 B2 JPS6122764 B2 JP S6122764B2 JP 2986777 A JP2986777 A JP 2986777A JP 2986777 A JP2986777 A JP 2986777A JP S6122764 B2 JPS6122764 B2 JP S6122764B2
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JP
Japan
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calculation
temperature
value
register
constant
Prior art date
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Expired
Application number
JP2986777A
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Japanese (ja)
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JPS53116172A (en
Inventor
Masaru Kawai
Yoshio Ogata
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP2986777A priority Critical patent/JPS53116172A/en
Publication of JPS53116172A publication Critical patent/JPS53116172A/en
Publication of JPS6122764B2 publication Critical patent/JPS6122764B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は例えばサーミスタ等の非直線特性を有
する素子のアナログ出力をデイジタル信号に変換
して出力するA/D変換方式に関する。 例えばデイジタル温度計、デイジタル体温計等
における温度検知素子としては、従来からサーミ
スタが一般に用いられている。このサーミスタの
温度特性は周知のとおり、出力が指数関数的に変
化する特性を持つている。また、温度検知素子と
しては、上記サーミスタの他、白金抵抗体、熱電
対などがあるが、何れも温度―抵抗、又は温度―
電圧の関係は直線関係ではない。このため従来で
は、第1図に示すようにサーミスタ等を用いたプ
ローブ1の出力をリニアライザ2に加えて直線的
な特性を持つように補正している。そして、この
リニアライザ2の出力をA/D(アナログ/デイ
ジタル)変換回路3を介してデイジタル信号に変
換し、そのデイジタル出力を計数回路4で計数
し、表示部5においてデイジタル表示するように
している。 このように従来ではリニアライザ2を用いて温
度検知素子の非直線特性を補正し、直線的な特性
を持たせるようにしているが、上記リニアライザ
2を用いた場合でも広い温度範囲、例えば−30℃
〜200℃に亘つて直線的な特性を持たせることは
回路素子の特性並びにリニアライザーの出力調整
の難しさから極めて困難である。このため広い温
度範囲を測定する温度計を構成した場合、どうし
ても真値に対し誤差となつて表われ、特に精度が
要求されるデイジタル温度計等で問題があつた。 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、測
定範囲が広範囲に亘る場合であつても、非直線特
性を持つた素子のアナログ出力をデイジタル変換
する場合、デイジタル論理演算を施して真値にな
るように補正し、もつて精度の良いデイジタル変
換可能なA/D変換方式を提供することを目的と
する。 温度検知素子例えばサーミスタのある温度T
(゜K)に対する抵抗値Rは次式によつて求める
ことができる。 R=R0 exp(1/T−1/T)B0 ……(1) 但し、T0…基準温度(゜K)。 R0…基準温度T0におけるサーミスタの
抵抗値。 B0…定数(゜K)。(活性エネルギーを
ΔE、ボルツマン定数をkとした
時、B=ΔE/2kの式により求
めることができる。) しかして、上記第(1)式を変形することにより、サ
ーミスタの抵抗値からその時の温度T(゜K)を
逆算することができる。まず、上記(1)式の両辺の
対数をとると、上記(1)式は、 nR=nR0+B/T−B/T……(2) となる。上記(2)式の「nR0−B/T」を移項して nR−nR0+B/T=B/T とし、その逆数をとれば、 の式が得られる。そして、上記第(3)式の両辺に
「B0」を乗ずると共に、右辺の分母、分子に
「T0」を乗ずると、 T=B/T(nR−nR)+B
…(4) となる。上記第(4)式は絶対温度T゜Kを求めるも
のであり、摂氏(℃)の温度T℃を求める場合
は、 T(℃)B/T(nR−nR)+B
−273.15…… (5) となる。 上記第(5)式を演算回路により行わせることによ
り、サーミスタの抵抗値からその時の温度を求め
ることができる。この場合、上記B0定数は温度
依存性を持つものであるが、一般的には公称のB
定数として0℃〜100℃の間における値で表わさ
れている。従つて、この公称のB0定数を用いて
第(5)式により温度を求めたのでは、誤差が大きく
なる。このため本発明では例えば10℃の間隔で予
めB0定数を算出して記憶しておき、その時の温
度Tに近い時のB0定数を使用して温度Tを求め
る演算を行い、誤差を少なくしている。上記B0
定数は前記第(2)式を次式のように変形することに
より求めることができる。 B0=(nR−nR)TT/T−T……(6
) 上記第(6)式より、例えば基準温度T0=273.15゜K
の時の抵抗値R0が30kΩのサーミスタを用いて、
10℃(゜K)間隔のB0を計算する。この場合、
温度T゜Kとその時の抵抗値RkΩを測定し、上
記T0及びR0の値と共に第(6)式に代入計算しB0
求める。以上のようにして求められたB0をその
B0に対応する温度T0゜K及び抵抗値R0kΩと共に
メモリに予め記憶させておく。この値を次表に示
す。
The present invention relates to an A/D conversion method for converting an analog output of an element having non-linear characteristics, such as a thermistor, into a digital signal and outputting the digital signal. For example, a thermistor has been commonly used as a temperature detection element in a digital thermometer, a digital thermometer, and the like. As is well known, the temperature characteristics of this thermistor are such that the output changes exponentially. In addition to the above-mentioned thermistor, temperature sensing elements include platinum resistors, thermocouples, etc., but they all have temperature-resistance or temperature-resistance
The voltage relationship is not a linear relationship. For this reason, conventionally, as shown in FIG. 1, the output of a probe 1 using a thermistor or the like is added to a linearizer 2 to correct it so that it has linear characteristics. Then, the output of the linearizer 2 is converted into a digital signal via an A/D (analog/digital) conversion circuit 3, and the digital output is counted by a counting circuit 4 and displayed digitally on a display section 5. . Conventionally, the linearizer 2 is used to correct the non-linear characteristics of the temperature sensing element to give it linear characteristics, but even when the linearizer 2 is used, it can be used over a wide temperature range, for example -30°C.
It is extremely difficult to provide linear characteristics over a temperature range of ~200°C due to the characteristics of the circuit elements and the difficulty in adjusting the output of the linearizer. For this reason, when a thermometer is configured to measure a wide temperature range, an error from the true value inevitably appears, which is a problem especially in digital thermometers that require high accuracy. The present invention has been made in view of the above points, and even when the measurement range is wide, when converting the analog output of an element with non-linear characteristics into digital, digital logic operations are performed to convert the true value. It is an object of the present invention to provide an A/D conversion method that can perform digital conversion with high accuracy. The temperature T at which a temperature sensing element such as a thermistor is located
The resistance value R with respect to (°K) can be determined by the following equation. R= R0exp (1/T-1/ T0 ) B0 ...(1) However, T0 ...Reference temperature (°K). R 0 ...Resistance value of thermistor at reference temperature T 0 . B 0 ...Constant (°K). (When the activation energy is ΔE and the Boltzmann constant is k, it can be determined by the formula B = ΔE/2k.) By modifying the above equation (1), from the resistance value of the thermistor at that time, The temperature T (°K) can be calculated backwards. First, by taking the logarithm of both sides of the above equation (1), the above equation (1) becomes nR=nR 0 +B 0 /T−B 0 /T 0 (2). If we shift "nR 0 - B/T 0 " in the above equation (2) to nR - nR 0 + B 0 /T 0 = B 0 /T, and take its reciprocal, we get The formula is obtained. Then, when both sides of the above equation (3) are multiplied by "B 0 " and the denominator and numerator on the right side are multiplied by "T 0 ", T=B 0 T 0 /T 0 (nR-nR 0 )+B 0
…(4) becomes. Equation (4) above is for determining the absolute temperature T°K, and when determining the temperature T°C in degrees Celsius (°C), T (°C) B 0 T 0 /T 0 (nR-nR 0 ) + B
0 −273.15…… (5) By performing the above equation (5) using an arithmetic circuit, the temperature at that time can be determined from the resistance value of the thermistor. In this case, the above B 0 constant is temperature dependent, but generally the nominal B
It is expressed as a value between 0°C and 100°C as a constant. Therefore, if the temperature is determined by equation (5) using this nominal B 0 constant, the error will be large. Therefore, in the present invention, the B 0 constant is calculated and stored in advance at intervals of, for example, 10°C, and the calculation is performed to obtain the temperature T using the B 0 constant when the temperature is close to the current temperature T, thereby reducing the error. are doing. Above B 0
The constant can be obtained by transforming the above equation (2) as shown in the following equation. B 0 = (nR-nR 0 )TT 0 /T 0 -T...(6
) From the above equation (6), for example, the reference temperature T 0 = 273.15°K
Using a thermistor with a resistance value R 0 of 30kΩ,
Calculate B 0 for 10°C (°K) intervals. in this case,
Measure the temperature T°K and the resistance value RkΩ at that time, and substitute them into equation (6) together with the above values of T 0 and R 0 to obtain B 0 . B 0 obtained in the above way is
The temperature T 0 °K and the resistance value R 0 kΩ corresponding to B 0 are stored in advance in the memory. This value is shown in the table below.

【表】【table】

【表】 次に、以上の3つの定数T0,R0,B0を用いて
測定されたサーミスタの抵抗値Rに対する温度を
求める場合は、第5式に上記T0,R0,B0,Rを
代入して演算させればよいのであるが、この時上
記3つの定数T0,R0,B0は測定温度に近い温度
範囲の定数を使つて計算すればより正確な温度が
算出できることになる。以下その回路構成を第2
図に一実施例を参照して説明する。 第2図において、11は例えばサーミスタを用
いた温度検知部で、この温度検知部11の出力は
V―T(電圧―時間)変換部12へ送られる。こ
のV―T変換部12は、例えば2重積分回路によ
り構成され、温度検知部11からの入力電圧Vに
比例する時間幅Tの矩形波信号を出力するもの
で、その出力信号は信号線13aを介してアンド
回路14の一方の入力端に加えられる。また、上
記V―T変換部12は、時間信号Tを出力する際
に、それに先立つて信号線13bよりクリア信号
を出力すると共に、時間信号Tの出力後、信号線
13cに転送命令を出力するように構成されてお
り、クリア信号は計数回路15へ送られ、転送命
令はCレジスタ16へ送られる。一方、上記アン
ド回路14の他の方の入力端には、タイミング信
号発生回路19から一定周期のクロツクパルスが
常に与えられている。そして、このアンド回路1
4の出力は計数回路15に送られて計数され、さ
らにこの計数値はV―T変換部12から出力され
る転送命令によりCレジスタ16に一時記憶され
る。このCレジスタ16に記憶された内容は、入
力選択回路17を介して演算回路18へ送られ
る。そして、この演算回路18の出力は、ゲート
回路21a〜21cを介してXレジスタ22、Y
レジスタ23、Zレジスタ24へ入力される。こ
れらの各レジスタ22〜24の記憶内容は、各々
のレジスタ内において自己的に循環保持されると
共にゲート回路25を介して互に他のレジスタに
転送できるようになつている。そして、各レジス
タ22〜24の出力は入力選択回路17に加えら
れる。上記Zレジスタ24は演算レジスタと共に
表示レジスタを兼ねるもので、その出力はゲート
回路26及びデコーダ27を介して表示部28へ
送られてデイジタル表示される。また、上記演算
回路18の演算出力は、キヤリーデータと共に判
断回路29へ送られ、演算結果の判断が行われ
る。この判断回路29の出力はアドレス部30へ
送られ、このアドレス部30により制御部31の
アドレス指定が行われる。この制御部31は次ア
ドレスをアドレス部30に与えると共に、前記入
力選択回路17、演算回路18、ゲート回路21
a〜21c,25,26、判断回路29、コード
発生部32等に制御信号を送つてそれらの動作制
御を行う。このコード発生部32は制御部31か
らの指令に従つて所定のコード信号を発生するも
ので、そのコード信号は入力選択回路17に加え
られる。さらに、前記演算回路18の出力は、判
定回路33へ送られる。この判定回路33は演算
回路18によつて演算された温度がどの温度範囲
に入るかを判定し、その判定結果を定数アドレス
部34へ入力する。この定数アドレス部34は判
定回路33の判定結果に従つて定数記憶部35の
アドレスを指定する。この定数記憶部35には第
3図に示すように前記した3つの定数T0(゜
K)、R0(kΩ)、B0を予め所定の温度間隔例え
ば10℃の間隔で求めて記憶させてある。そして、
この定数記憶部35から読出されたデータは、並
直変換部36により直列データに変換されて入力
選択回路17へ送られる。 次に上記のように構成された本発明の動作を第
4図のフローチヤートにより説明する。まず、第
4図のステツプAに示すように電源を投入する
と、制御部31からの指令によりX,Y,Zのレ
ジスタ22〜24等全てのレジスタがクリアされ
る。また、電源を投入することによつて温度検知
部11から温度検知信号が出力され、V―T変換
部12へ送られる。このV―T変換部12は、温
度検知信号が入力されるに先だち、まず、信号線
13bよりクリア信号を出力し、計数回路15の
内容をクリアする。次いでV―T変換部12は温
度検知信号の電圧Vに比例する所定の時間幅Tを
持つ矩形波信号を信号線13aより出力し、アン
ド回路14へ与える。このアンド回路14はV―
T変換部12から時間信号Tが与えられている間
ゲートを開き、タイミング信号発生回路19から
入力されているクロツクパルスを出力する。この
アンド回路14から出力されるクロツクパルスは
計数回路15へ送られて計数される。そして、所
定時間後、V―T変換部12の時間信号Tが
“0”となると、アンド回路14のゲートが閉
じ、計数回路15への入力が禁止される。V―T
変換部12は時間信号Tが“0”になると、信号
線13cに転送命令を出力し、計数回路15の内
容をCレジスタ16に記憶させる。このようにし
てCレジスタ16には、温度検知部11における
サーミスタの抵抗値Rに対応した値が記憶され
る。そして、このCレジスタ16に貯えられた計
測値は、第4図のステツプBに示すように制御部
31からの指令により、入力選択回路17を介し
て読出され、演算回路18及びゲート回路21a
を介してXレジスタ22へ入力される。次にステ
ツプCに進み、Yレジスタ23の内容を入力選択
回路17により読出し、演算回路18を介して判
定回路33へ送つて判定させる。上記Yレジスタ
23には演算により求めた温度Tの値が貯えられ
るようになつているが、電源を投入した際にクリ
アされているので、この時点ではYレジスタ23
の記憶内容は「0」である。従つて上記判定回路
33は、Yレジスタ23の記憶内容で「0」であ
るとの判定を行い、その判定結果を定数アドレス
部34へ送る。定数アドレス部34はその判定結
果に従つて第3図に示す定数記憶部35のアドレ
スki番地を指定し、ステツプDに示すように0℃
に対するT0,R0,B0の各定数、つまり「T0
273.15゜K、R0=30000kΩ、B0=3325.72」を読
出し、並直変換部36で並列データに変換した
後、入力選択回路17、演算回路18、ゲート回
路21aを介してXレジスタ22へ記憶させる。
次にステツプEに進み、上記Xレジスタ22に記
憶させた計測値R及びT0,R0,B0の各定数を順
次読み出し、演算回路18及びXレジスタ22、
Yレジスタ23、Zレジスタ24にて前記第(5)式
に示す演算を行わせ、その演算結果をZレジスタ
24に記憶させる。今、例えば周囲温度が「−20
℃」で、計測値R、つまり温度検知部11におけ
るサーミスタの抵抗値Rが「76.738kΩ」であつ
た場合、第(5)式による温度Tの計算値は、 T=B/T(nR−nR)+B−273.
15 =3325.72×273.15/273.15(
n76.738−n30.000)+3325.72
−273.15=−19.56〔℃〕 となる。次いでステツプFに進み、Yレジスタ2
3の内容からZレジスタ24の内容を演算回路1
8において減算し、その減算結果を判断回路29
に送つてYレジスタ23の内容とZレジスタ24
の内容が等しいか否かを判断させる。この判断結
果が「=」であればステツプHに進んでZレジス
タ24の内容をゲート回路26及びデコーダ27
を介して表示部28へ送つて表示させるが、判断
結果が「≠」であれば、ステツプGに進む。この
時点ではYレジスタ23の内容が「0」であり、
ステツプFの判断結果は「≠」となつてステツプ
Gに進み、Zレジスタ24の内容をYレジスタ2
3に転送する。次にステツプCに戻り、再び上記
ステツプC〜ステツプFの動作を行わせる。しか
し、この時点では計算によつて「−19.56℃」の
温度が求められてYレジスタ23に記憶されてい
るので、今度はこの温度に対するT0,R0,B0
定数が定数記憶部35から読出される。すなわ
ち、ステツプCにおいて温度Tの値「−19.56
℃」は−20℃≦T<−10℃の範囲にあるとの判定
が判定回路33で行われ、定数アドレス部34に
よりアドレスKi-2番地が指定され、ステツプD
において定数設定部35から「T0=253.15、R0
=76.738、B0=3224.23」がXレジスタ22に読
出される。次に、ステツプEにおいて上記Xレジ
スタ22に読出された新しい定数を使用して、前
記の場合と同様に第(5)式により温度Tが計算され
る。この時の計算では周囲温度と同じ温度範囲−
20℃≦T<−10℃におけるT0,R0,B0が使用さ
れるので、「T=−20.00℃」の値が得られる。し
かし、この時点ではYレジスタ23とZレジスタ
24の内容が等しくないので、また、ステツプF
からステツプGを経てステツプCに戻り、以下ス
テツプFまでの動作が繰返される。この際ステツ
プGにおいてYレジスタ23にZレジスタ24の
「−20.00℃」が書込まれ、以下のステツプC〜E
では前回と同じ定数を使用して計算されるので、
演算結果は「−20.00℃」で、ステツプFの判断
結果は「=」となり、ステツプHに進み、Zレジ
スタ24の内容「−20.00℃」が真の温度として
表示部28に送られて表示される。その後は再び
ステツプBに戻り、上記した動作が繰返し行われ
る。 次に上記「−20.00℃」の温度測定直後に例え
ば「172.0℃」の温度測定を行つたとすると、温
度検知部11のサーミスタは熱容量が小さいの
で、すぐに172℃(R=0.21083kΩ)になる。こ
の時の「R=0.21083kΩ」の値はCレジスタ16
に貯えられた後、ステツプBに示すようにXレジ
スタ22に転送され、ステツプC〜Eに示す如く
上記「−20℃≦T<−10」の時T0,R0,B0の定
数を用いて第(5)式による計算が行われる。この計
算により「T=198.27℃」の値が得られ、ステツ
プFで「≠」と判断され、ステツプCで判定回路
33の判定によつて「190≦T<200」と判定さ
れ、この温度範囲に対する「T0=463.15,R0
0.1528,B0=3725.37」の定数が定数記憶部35
からXレジスタ22に読出され、これらの定数に
より温度Tの計算が行われる。この計算により
「T=172.18℃」の値が得られ、ステツプFで
「≠」と判断され、次に「170≦T<180」に対す
る「T0=443.15,R0=0.2187,B0=3614.64」の
定数が定数記憶部35から読出されて計算が行わ
れる。この計算により「T=172.00℃」の値が得
られステツプFで「≠」と判断され次の計算では
前回の「170≦T<180」と同じ「T0,B0,R0
の定数が用いられ、「T=172.00℃」の値が得ら
れる。この時、ステツプFで「=」と判断され、
ステツプFからステツプHに進み、Zレジスタ2
4に記憶した計算結果「172.00℃」が表示部28
に送られて表示される。 上記実施例では温度検知素子としてサーミスタ
を用いた場合について説明したが、その他の非直
線特性の素子を用いた場合でも同様に実施し得る
ことは勿論である。また、上記実施例では、温度
検出を行う場合について示したが、例えば光導電
素子を用いて光量を測定する場合等、その他の物
理量の測定においても実施し得るものである。更
に上記実施例の定数記憶部はROMでもRAMでも
よいが、ROMの場合は、サーミスタの特性が異
なつても同じROMが使えるようにサーミスタの
抵抗値を可変抵抗器で調整すればよい。更に、10
℃の間隔で定数を記憶するようにしたがこれに限
ることなく適宜設定できることは勿論であり、そ
の他の回路構成に関しても本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形可能である。 以上述べたように、本発明によれば、定数記憶
部に予め被測定値の計算に必要な非直線性素子に
対応した定数を記憶させておき、測定に際しては
まず前回使用した定数及び被測定値を用いて算出
し、次にこの計算した値に対応する定数を上記定
数記憶部から読出して次の計算に使用し、かつ、
前回計算値と同一結果が得られるまで上記の計算
を行うようにしたので、被測定値に最も適した定
数を用いた計算を行わせることができ、極めて正
確な結果を得ることができる。従つて測定範囲が
広範囲に亘る場合であつても、非直線性を持つ素
子のアナログ出力を直線的な特性を持つようにデ
イジタル変換することができ、非常に高い精度を
得ることができる。
[Table] Next, when calculating the temperature with respect to the resistance value R of the thermistor measured using the above three constants T 0 , R 0 , B 0 , use the formula 5 to calculate the above T 0 , R 0 , B 0 , R, but at this time, the above three constants T 0 , R 0 , and B 0 can be calculated using constants in a temperature range close to the measured temperature to calculate a more accurate temperature. It will be possible. The circuit configuration is shown below in the second section.
An embodiment will be described with reference to the drawings. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a temperature detection section using, for example, a thermistor, and the output of this temperature detection section 11 is sent to a VT (voltage-time) conversion section 12. This VT conversion section 12 is configured, for example, by a double integration circuit, and outputs a rectangular wave signal with a time width T that is proportional to the input voltage V from the temperature detection section 11, and the output signal is sent to the signal line 13a. The signal is applied to one input terminal of the AND circuit 14 via. Further, when the VT converter 12 outputs the time signal T, it outputs a clear signal from the signal line 13b prior to outputting the time signal T, and after outputting the time signal T, outputs a transfer command to the signal line 13c. The clear signal is sent to the counting circuit 15, and the transfer command is sent to the C register 16. On the other hand, the other input terminal of the AND circuit 14 is always supplied with a clock pulse of a constant period from the timing signal generating circuit 19. And this AND circuit 1
The output of 4 is sent to the counting circuit 15 and counted, and this counted value is temporarily stored in the C register 16 by a transfer command output from the VT converter 12. The contents stored in this C register 16 are sent to the arithmetic circuit 18 via the input selection circuit 17. The output of this arithmetic circuit 18 is sent to the X register 22, Y
It is input to register 23 and Z register 24. The stored contents of each of these registers 22 to 24 are self-circulated and held within each register, and can be mutually transferred to other registers via a gate circuit 25. The outputs of the registers 22 to 24 are then applied to the input selection circuit 17. The Z register 24 serves as a display register as well as an arithmetic register, and its output is sent to a display section 28 via a gate circuit 26 and a decoder 27 for digital display. Further, the calculation output of the calculation circuit 18 is sent together with the carry data to a judgment circuit 29, where the calculation result is judged. The output of the determination circuit 29 is sent to the address section 30, and the address section 30 specifies the address of the control section 31. This control section 31 gives the next address to the address section 30, and also inputs the input selection circuit 17, the arithmetic circuit 18, the gate circuit 21
Control signals are sent to a to 21c, 25, 26, judgment circuit 29, code generation section 32, etc. to control their operations. The code generating section 32 generates a predetermined code signal in accordance with a command from the control section 31, and the code signal is applied to the input selection circuit 17. Further, the output of the arithmetic circuit 18 is sent to a determination circuit 33. This determination circuit 33 determines which temperature range the temperature calculated by the calculation circuit 18 falls within, and inputs the determination result to the constant address section 34 . The constant address section 34 specifies the address of the constant storage section 35 according to the determination result of the determination circuit 33. As shown in FIG. 3, the constant storage unit 35 stores the three constants T 0 (°K), R 0 (kΩ), and B 0 determined in advance at predetermined temperature intervals, for example, at intervals of 10°C. There is. and,
The data read from the constant storage section 35 is converted into serial data by the parallel-to-serial conversion section 36 and sent to the input selection circuit 17. Next, the operation of the present invention configured as described above will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. First, when the power is turned on as shown in step A of FIG. 4, all registers such as the X, Y, and Z registers 22 to 24 are cleared by a command from the control section 31. Further, by turning on the power, a temperature detection signal is output from the temperature detection section 11 and sent to the VT conversion section 12. Before the temperature detection signal is input, the VT converter 12 first outputs a clear signal from the signal line 13b to clear the contents of the counting circuit 15. Next, the VT converter 12 outputs a rectangular wave signal having a predetermined time width T proportional to the voltage V of the temperature detection signal from the signal line 13a, and supplies it to the AND circuit 14. This AND circuit 14 is V-
While the time signal T is being applied from the T converter 12, the gate is opened and the clock pulse input from the timing signal generating circuit 19 is output. The clock pulses output from this AND circuit 14 are sent to a counting circuit 15 and counted. Then, after a predetermined time, when the time signal T of the VT converter 12 becomes "0", the gate of the AND circuit 14 is closed and input to the counting circuit 15 is prohibited. V-T
When the time signal T becomes "0", the conversion unit 12 outputs a transfer command to the signal line 13c, and stores the contents of the counting circuit 15 in the C register 16. In this way, the C register 16 stores a value corresponding to the resistance value R of the thermistor in the temperature detection section 11. The measured value stored in this C register 16 is read out via the input selection circuit 17 in response to a command from the control section 31, as shown in step B in FIG.
The signal is inputted to the X register 22 via. Next, proceeding to step C, the contents of the Y register 23 are read out by the input selection circuit 17 and sent to the determination circuit 33 via the arithmetic circuit 18 for determination. The Y register 23 is designed to store the value of the temperature T determined by calculation, but it is cleared when the power is turned on, so at this point, the Y register 23
The memory content of is "0". Therefore, the determination circuit 33 determines that the stored content of the Y register 23 is "0" and sends the determination result to the constant address section 34. The constant address section 34 specifies the address ki of the constant storage section 35 shown in FIG. 3 according to the determination result, and as shown in step D,
The constants T 0 , R 0 , and B 0 for
273.15°K, R 0 = 30000kΩ, B 0 = 3325.72'' is read out and converted into parallel data by the parallel-to-serial converter 36, and then stored in the X register 22 via the input selection circuit 17, arithmetic circuit 18, and gate circuit 21a. let
Next, proceeding to step E, the measured value R and the constants T 0 , R 0 , B 0 stored in the X register 22 are sequentially read out, and the arithmetic circuit 18 and the X register 22 are read out.
The Y register 23 and the Z register 24 are caused to perform the calculation shown in equation (5) above, and the result of the calculation is stored in the Z register 24. Now, for example, if the ambient temperature is ``-20
℃", and the measured value R, that is, the resistance value R of the thermistor in the temperature detection section 11 is "76.738 kΩ", the calculated value of the temperature T using equation (5) is: T=B 0 T 0 /T 0 (nR-nR 0 )+B 0 -273.
15 = 3325.72 x 273.15/273.15 (
n76.738-n30.000)+3325.72
−273.15=−19.56 [℃]. Next, proceed to step F and register Y register 2.
The contents of the Z register 24 are calculated from the contents of 3 by the calculation circuit 1.
8, and the subtraction result is determined by the judgment circuit 29.
The contents of Y register 23 and Z register 24 are sent to
Let the students judge whether the contents of the two are equal or not. If the result of this judgment is "=", the process proceeds to step H and the contents of the Z register 24 are transferred to the gate circuit 26 and decoder 27.
If the judgment result is "≠", the process proceeds to step G. At this point, the contents of the Y register 23 are "0",
The judgment result at step F is "≠" and the process proceeds to step G, where the contents of the Z register 24 are transferred to the Y register 2.
Transfer to 3. Next, the process returns to step C and the operations of steps C to F are performed again. However, at this point, the temperature of "-19.56°C" has been calculated and stored in the Y register 23, so the constants T 0 , R 0 , and B 0 for this temperature are now stored in the constant storage section 35. Read from That is, in step C, the value of temperature T is "-19.56
The determination circuit 33 determines that "℃" is in the range of -20℃≦T<-10℃, the constant address section 34 specifies the address K i-2 , and the process proceeds to step D.
, the constant setting unit 35 says “T 0 = 253.15, R 0
=76.738, B 0 =3224.23” is read into the X register 22. Next, using the new constant read into the X register 22 in step E, the temperature T is calculated by equation (5) in the same way as in the previous case. In this calculation, the temperature range is the same as the ambient temperature -
Since T 0 , R 0 , and B 0 at 20°C≦T<−10°C are used, the value “T=−20.00°C” is obtained. However, at this point, the contents of the Y register 23 and the Z register 24 are not equal, so step F
From there, the process returns to step C via step G, and the operations up to step F are repeated. At this time, in step G, "-20.00°C" of the Z register 24 is written to the Y register 23, and the following steps C to E are written.
It will be calculated using the same constants as before, so
The calculation result is "-20.00°C", and the judgment result at step F is "=", and the process proceeds to step H, where the content "-20.00°C" of the Z register 24 is sent to the display unit 28 as the true temperature and displayed. Ru. Thereafter, the process returns to step B and the above-described operations are repeated. Next, if we measure the temperature at 172.0°C immediately after measuring the temperature at -20.00°C, the temperature will rise to 172°C (R = 0.21083kΩ) because the thermistor of the temperature detection unit 11 has a small heat capacity. Become. At this time, the value of "R = 0.21083kΩ" is C register 16
After being stored in the Calculation is performed using equation (5). This calculation yields the value "T=198.27°C," which is determined to be "≠" at step F, and at step C, the determination circuit 33 determines that "190≦T<200," and within this temperature range. "T 0 = 463.15, R 0 =
0.1528, B 0 = 3725.37” is stored in the constant storage unit 35.
are read out to the X register 22, and the temperature T is calculated using these constants. This calculation yields the value "T=172.18℃", which is judged as "≠" in step F, and then "T 0 = 443.15, R 0 = 0.2187, B 0 = 3614.64" for "170≦T<180". '' is read from the constant storage section 35 and calculation is performed. Through this calculation, the value "T=172.00℃" is obtained, and it is judged as "≠" in step F, and the next calculation is "T 0 , B 0 , R 0 ", which is the same as the previous "170≦T<180".
is used, and the value of "T=172.00°C" is obtained. At this time, it is judged as "=" in step F,
Proceed from step F to step H and register Z register 2.
The calculation result “172.00℃” stored in 4 is displayed on the display 28.
is sent to and displayed. In the above embodiment, a case was explained in which a thermistor was used as the temperature sensing element, but it goes without saying that the same implementation is possible using other elements with non-linear characteristics. Further, in the above embodiment, the case where temperature detection is performed is shown, but it can also be implemented in the measurement of other physical quantities, such as when measuring the amount of light using a photoconductive element. Further, the constant storage section in the above embodiment may be a ROM or a RAM, but in the case of a ROM, the resistance value of the thermistor may be adjusted with a variable resistor so that the same ROM can be used even if the characteristics of the thermistor differ. Furthermore, 10
Although constants are stored at intervals of .degree. C., it is needless to say that the constants are not limited to this and can be set as appropriate, and other circuit configurations can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention. As described above, according to the present invention, the constant corresponding to the nonlinear element necessary for calculating the measured value is stored in the constant storage section in advance, and when making a measurement, first the constant used last time and the constant corresponding to the measured value are stored in advance. calculate using the value, then read a constant corresponding to the calculated value from the constant storage unit and use it for the next calculation, and
Since the above calculation is performed until the same result as the previously calculated value is obtained, the calculation can be performed using constants most suitable for the measured value, and extremely accurate results can be obtained. Therefore, even if the measurement range is wide, it is possible to digitally convert the analog output of a nonlinear element into a linear characteristic, and to obtain extremely high accuracy.

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

第1図は従来のデイジタル温度計を示す概略構
成図、第2図は本発明の一実施例を示す回路構成
図、第3図は同実施例における定数記憶部の記憶
内容を示す図、第4図は同実施例の動作を説明す
るためのフローチヤートである。 11……温度検知部、12……V―T変換部、
15……計数回路、16,22〜23……レジス
タ、34……定数アドレス部、35……定数記憶
部。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional digital thermometer, FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of this embodiment. 11...Temperature detection section, 12...VT conversion section,
15...Counting circuit, 16, 22-23...Register, 34...Constant address section, 35...Constant storage section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 非直線性感温素子を用いて温度を検知する検
知手段と、前記検知手段により出力されるアナロ
グ値をデイジタル値に変換する手段と、測定値を
求める演算に必要な定数を所定間隔で分割した温
度範囲に対応させて、予め複数個記憶する定数記
憶手段と、前記デイジタル変換手段より出力され
るデイジタル値と前回演算時に用いた定数を基に
所定の演算を行い測定値を得る演算手段と、該演
算結果値を記憶する手段と、前記演算結果と前回
演算結果とを比較する手段と、前記比較手段にて
同一結果が得られない場合に前記記憶手段の演算
結果値が含まれる温度範囲の演算定数を前記定数
記憶手段より読出す手段とを具備し、前記比較手
段で同一結果が得られるまで繰返し演算を行なわ
せ、同一結果検出時の演算値を真の測定値とする
ことを特徴とするA/D変換方式。
1. A detection means for detecting temperature using a non-linear temperature sensing element, a means for converting an analog value outputted by the detection means into a digital value, and a constant necessary for calculation to obtain a measured value divided at predetermined intervals. a constant storage means that stores a plurality of constants in advance in correspondence with the temperature range; a calculation means that performs a predetermined calculation based on the digital value output from the digital conversion means and the constant used in the previous calculation to obtain a measured value; means for storing the calculation result value; means for comparing the calculation result with the previous calculation result; and means for reading a calculation constant from the constant storage means, the comparison means repeatedly performs calculations until the same result is obtained, and the calculated value when the same result is detected is taken as the true measurement value. A/D conversion method.
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