JPS6168549A - 計測装置 - Google Patents
計測装置Info
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- JPS6168549A JPS6168549A JP18970584A JP18970584A JPS6168549A JP S6168549 A JPS6168549 A JP S6168549A JP 18970584 A JP18970584 A JP 18970584A JP 18970584 A JP18970584 A JP 18970584A JP S6168549 A JPS6168549 A JP S6168549A
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- output
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring 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
- G01K7/22—Measuring 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
- G01K7/24—Measuring 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
- G01K7/245—Measuring 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、温寂、湿匪等の計測を行ない、測定信号とし
て送出する装置に関するものでるる。
て送出する装置に関するものでるる。
か＼る計測を行なう装置の一例としては、本出願人の別
途出願による「温度センサ」（特願昭５７−１６１１９
２）が挙げられ、同出願においては、所定の温度係数を
有する水晶発振子を用べ温度に応じた周波数の発振を行
なわせ、この周波数をカウンタにより一定時間カウント
し、これによって温度の計測１行なうものとなっている
。
途出願による「温度センサ」（特願昭５７−１６１１９
２）が挙げられ、同出願においては、所定の温度係数を
有する水晶発振子を用べ温度に応じた周波数の発振を行
なわせ、この周波数をカウンタにより一定時間カウント
し、これによって温度の計測１行なうものとなっている
。
しかし、水晶発振千金用いているため、発振同波数が数
１０ ＭＨｚと高く、特に挿入形温度計へ適用する場合
には、温度の検出？行なう水晶発振子？長欠管状体のプ
ローブ先端部中へ設ける一方、発振回路の主体をプロー
ブの根元側へ固着した筐体中へ設けねばならず、水晶発
振子と発振回路の主体との間の布線長が増大し、分布足
数の影響により発振周波数の偏移が生じ、これを排除す
る目的上、種々の対策が必要になると共に、計測精度全
向上させるには比較的長時間のカラントラ行なわねばな
らず、高応答速度の温度制御には不適当でるるうえ、取
扱う周波数が高く、雑音による影響を受は易い等の問題
を生じている。
１０ ＭＨｚと高く、特に挿入形温度計へ適用する場合
には、温度の検出？行なう水晶発振子？長欠管状体のプ
ローブ先端部中へ設ける一方、発振回路の主体をプロー
ブの根元側へ固着した筐体中へ設けねばならず、水晶発
振子と発振回路の主体との間の布線長が増大し、分布足
数の影響により発振周波数の偏移が生じ、これを排除す
る目的上、種々の対策が必要になると共に、計測精度全
向上させるには比較的長時間のカラントラ行なわねばな
らず、高応答速度の温度制御には不適当でるるうえ、取
扱う周波数が高く、雑音による影響を受は易い等の問題
を生じている。
本発明は、従来のか＼る問題点を根本的に解決する目的
を有し、発振回路全構成する能動素子の応答遅延時間を
無視できると共に、計測精度上支障のガい範囲であり、
かつ、検出値に応じた比較的大きい同期の交流信号を発
生し、所定数の周期ニワたる期間においてクロックパル
スのカウントを行ない、このカウント値に基づく演算に
よって検出値を示す測定信号を送出するものとした極め
て効果的な、温度のみならず、湿度、各種設定値、およ
び、制御弁開度等の各種検出値全計測できる計測装置を
提供するものでろる。
を有し、発振回路全構成する能動素子の応答遅延時間を
無視できると共に、計測精度上支障のガい範囲であり、
かつ、検出値に応じた比較的大きい同期の交流信号を発
生し、所定数の周期ニワたる期間においてクロックパル
スのカウントを行ない、このカウント値に基づく演算に
よって検出値を示す測定信号を送出するものとした極め
て効果的な、温度のみならず、湿度、各種設定値、およ
び、制御弁開度等の各種検出値全計測できる計測装置を
提供するものでろる。
以下、笑施例を示す図によって本発明の詳細な説明する
。
。
第１図は全構成のブロック図、第２図は第１図における
各部の波形を示すタイミングチャートでロシ、マイクロ
プロセッサ等のプロセッサおよびメモリ等からなる制御
部ＣＮＴ ７５ｆ設けられ、伝送回路ＳＲおよび伝送路
Ｌ？介して図上省略した上位装置と信号の送受信を行な
っており、上位装置から一定周期＋ｐｏによりポーリン
グ信号が到来すると、こねが受信されたうえポーリング
信号（ａ）として与えられるため、これに応じて制御信
号５ｃ（ｂ） ｆｆｉ送出し、検出累子全有する後述の
発振回路Ｏ８Ｃに発振全開始させると共に、カウンタ等
？用いた分局器ＤＶのイネーブル端子ＥＮへ制御信号（
ｂ）を与え、これを動作状態とする。
各部の波形を示すタイミングチャートでロシ、マイクロ
プロセッサ等のプロセッサおよびメモリ等からなる制御
部ＣＮＴ ７５ｆ設けられ、伝送回路ＳＲおよび伝送路
Ｌ？介して図上省略した上位装置と信号の送受信を行な
っており、上位装置から一定周期＋ｐｏによりポーリン
グ信号が到来すると、こねが受信されたうえポーリング
信号（ａ）として与えられるため、これに応じて制御信
号５ｃ（ｂ） ｆｆｉ送出し、検出累子全有する後述の
発振回路Ｏ８Ｃに発振全開始させると共に、カウンタ等
？用いた分局器ＤＶのイネーブル端子ＥＮへ制御信号（
ｂ）を与え、これを動作状態とする。
すると、発振回路Ｏ８Ｃが検出素子による検出値に応じ
た同期Ｔ１ 捷たはＴ２のパルス信号（ｃ）を交流信号
として発生する一方、分局器ＤＶの所定カウント出力等
？用いた分周出力（ｄ）がＭ）Ｉ”Ｃ高レベル）となり
、これに応じてＮＡＮＤゲートＧＩがオンへ転じ、水晶
発撮器等會用いたパルス発生器ＣＰＧからのクロックパ
ルス全通過させ、クロックパルス（ｅ）として制御部Ｃ
ＮＴへ与える。
た同期Ｔ１ 捷たはＴ２のパルス信号（ｃ）を交流信号
として発生する一方、分局器ＤＶの所定カウント出力等
？用いた分周出力（ｄ）がＭ）Ｉ”Ｃ高レベル）となり
、これに応じてＮＡＮＤゲートＧＩがオンへ転じ、水晶
発撮器等會用いたパルス発生器ＣＰＧからのクロックパ
ルス全通過させ、クロックパルス（ｅ）として制御部Ｃ
ＮＴへ与える。
制御部ＣＮＴは、分周出力（ｄ）の１Ｈ“に応じ、プロ
セッサ中へ構成したカウンタによジクロツクパルス（ｅ
）のカラン）ｆ開始し、逐次登算全行なう一方、分周器
ＤＶはパルス信号（ｃ）’に分周し、所定数の分向全行
なうと分周出力（ｄ）’ｌｘ 蟻Ｌ″（低レベル）とす
るため、これに応じてＮＡＮＤゲーｈＧ＋がオフへ転じ
クロックパルス（，３）の通過を阻止すると共に、制御
部ＣＮＴが制御信号（ｂ）全１ＬＨとし、＝３− 発振回路Ｏ８Ｃおよび分周器ＤＶヲ非非動状状態する。
セッサ中へ構成したカウンタによジクロツクパルス（ｅ
）のカラン）ｆ開始し、逐次登算全行なう一方、分周器
ＤＶはパルス信号（ｃ）’に分周し、所定数の分向全行
なうと分周出力（ｄ）’ｌｘ 蟻Ｌ″（低レベル）とす
るため、これに応じてＮＡＮＤゲーｈＧ＋がオフへ転じ
クロックパルス（，３）の通過を阻止すると共に、制御
部ＣＮＴが制御信号（ｂ）全１ＬＨとし、＝３− 発振回路Ｏ８Ｃおよび分周器ＤＶヲ非非動状状態する。
したがって、制御部ＣＮＴのカウンタには、所定数ｎの
周期ＴＩまたはＴ２にわたる期間ｎＴ１またＵ ｎＴ２
に応じたクロックパルス（ｅ）のカウント値Ｎ１−４た
けＮ２が保持され、 これが発振回路Ｏ８Ｃ中の検出素
子による検出値と対応したものとな９、これに基づいて
制御部ＣＮＴが補正演算等全行ない、検出値を示す測定
信号として伝送回路ＳＲへ送出するため、測定信号が同
回路ＳＲおよび伝送路Ｉ、￥介して送信される。
周期ＴＩまたはＴ２にわたる期間ｎＴ１またＵ ｎＴ２
に応じたクロックパルス（ｅ）のカウント値Ｎ１−４た
けＮ２が保持され、 これが発振回路Ｏ８Ｃ中の検出素
子による検出値と対応したものとな９、これに基づいて
制御部ＣＮＴが補正演算等全行ない、検出値を示す測定
信号として伝送回路ＳＲへ送出するため、測定信号が同
回路ＳＲおよび伝送路Ｉ、￥介して送信される。
たソし、補正演算に際しては、ディジタルスイッチ等を
用いた零設定器ｚＳおよびスパン設定器ＳＳの出力に基
づき、測定信号の零値および最大値が定められており、
これらに応じて検出値が所定範囲内の測定信号へ変換さ
れる。
用いた零設定器ｚＳおよびスパン設定器ＳＳの出力に基
づき、測定信号の零値および最大値が定められており、
これらに応じて検出値が所定範囲内の測定信号へ変換さ
れる。
第３図乃至第５図は、温度検出用の発振回路Ｏ３Ｃ’ｉ
＝示し、第３図は基本釣力回路図でろ９、ＮＡＮＤゲー
トＧ２の一方の入力には、抵抗器Ｒ１全介し帰還信号が
与えられるものとなっており、他方の入力には、制御人
力ＣＮＴオから％Ｉ（″ の制御信号Ｓｃが与えられ
、これが’ Ｈ″の間のみＮＡＮＤゲートＧｚがオンと
なｐｌ 発振動作全行なう一方、これがｙ Ｌ ｕ と
なれば、ＮＡＮＤゲートＧ２がオフと力るため、発振動
作を停止するものとなっている。
＝示し、第３図は基本釣力回路図でろ９、ＮＡＮＤゲー
トＧ２の一方の入力には、抵抗器Ｒ１全介し帰還信号が
与えられるものとなっており、他方の入力には、制御人
力ＣＮＴオから％Ｉ（″ の制御信号Ｓｃが与えられ
、これが’ Ｈ″の間のみＮＡＮＤゲートＧｚがオンと
なｐｌ 発振動作全行なう一方、これがｙ Ｌ ｕ と
なれば、ＮＡＮＤゲートＧ２がオフと力るため、発振動
作を停止するものとなっている。
Ｎ ＡＮＤゲートＧ２の出力は、抵抗器Ｒ２＋ Ｒｓ、
コンデンサＣＩ、Ｃ２およびトランジスタＱｌ、Ｑ鵞に
より構成された第１の相補形プッシュプル増幅器（以下
、ＣＰＡ）により反転増幅されると共に、インバータ■
Ｎヲ介し、抵抗器Ｒ４ｒ Ｒ５、コンデンサＣＭ ＊
Ｃ４およびトランジスタＱｓ 、 Ｏ４からなる第２の
ＣＰＡにより反転増幅されるものとなっており、これら
の互に逆相な各出力からは、抵抗器Ｒ＋に介するＮＡＮ
ＤゲートＧの入力に対し、各々、検出素子としてのサー
ミスタＴＨが直列に挿入された第１の帰還回路を介し、
かつ、コンデンサＣＴが直列に挿入された第２の帰還回
路を介し、各個に帰還信号が与えられている。
コンデンサＣＩ、Ｃ２およびトランジスタＱｌ、Ｑ鵞に
より構成された第１の相補形プッシュプル増幅器（以下
、ＣＰＡ）により反転増幅されると共に、インバータ■
Ｎヲ介し、抵抗器Ｒ４ｒ Ｒ５、コンデンサＣＭ ＊
Ｃ４およびトランジスタＱｓ 、 Ｏ４からなる第２の
ＣＰＡにより反転増幅されるものとなっており、これら
の互に逆相な各出力からは、抵抗器Ｒ＋に介するＮＡＮ
ＤゲートＧの入力に対し、各々、検出素子としてのサー
ミスタＴＨが直列に挿入された第１の帰還回路を介し、
かつ、コンデンサＣＴが直列に挿入された第２の帰還回
路を介し、各個に帰還信号が与えられている。
ただし、トランジスタＱ１．Ｑ２によるＣＰＡの出力Ｕ
、ＮＡＮＤゲートＧ２の入力と同相、トランジスタＱｓ
、Ｑ４によるＣＰＡ の出力は、ＮＡＮＤゲートＧ
２の入力と逆相でめｖ１サーミスタＴＨを介してコンデ
ンサＣＴに対する充放電が行なわれ、コンデンサＣＴの
為子電圧が帰還信号として与えられるものとなっており
、各ＣＰＡの出力インピーダンスは十分に低く、ＮＡＮ
ＤゲートＧｚの入力駆動およびコンデンサＣＴの充放電
駆動に必要とする十分な電圧および電流の供給ならびに
共通電位への地絡が可能となっている。
、ＮＡＮＤゲートＧ２の入力と同相、トランジスタＱｓ
、Ｑ４によるＣＰＡ の出力は、ＮＡＮＤゲートＧ
２の入力と逆相でめｖ１サーミスタＴＨを介してコンデ
ンサＣＴに対する充放電が行なわれ、コンデンサＣＴの
為子電圧が帰還信号として与えられるものとなっており
、各ＣＰＡの出力インピーダンスは十分に低く、ＮＡＮ
ＤゲートＧｚの入力駆動およびコンデンサＣＴの充放電
駆動に必要とする十分な電圧および電流の供給ならびに
共通電位への地絡が可能となっている。
このため、制御信号Ｓｃが５Ｈ“と力れば、コンデンサ
ＣＴの容量値およびサーミスタＴＨの抵抗値に応じた同
期の発振を開始し、第３図における各部の波形を第４図
に示すとおり、ＮＡＮＤゲートＧ２の入カヘ与えられる
帰還信号（ａ）は、コンデンサ０丁の充放電に応じて変
化し、これがＮＡＮＤゲー）Ｇｚにおいて波形整形およ
び反転を受けて出力（ｂ）とカフ、これが更にインバー
タＩＮにより反転されて出力（ｃ）となったうえ、出力
ＯＵＴから送出されるものとなる。
ＣＴの容量値およびサーミスタＴＨの抵抗値に応じた同
期の発振を開始し、第３図における各部の波形を第４図
に示すとおり、ＮＡＮＤゲートＧ２の入カヘ与えられる
帰還信号（ａ）は、コンデンサ０丁の充放電に応じて変
化し、これがＮＡＮＤゲー）Ｇｚにおいて波形整形およ
び反転を受けて出力（ｂ）とカフ、これが更にインバー
タＩＮにより反転されて出力（ｃ）となったうえ、出力
ＯＵＴから送出されるものとなる。
また、出力色）および（ｅ）に対し、トランジスタＱ１
＋ＱｚによるＣＰＡの出力（ｄ）およびトランジスタ（
ｈ、Ｑ４によるＣＰＡの出力（ｅ） Ｂ各々反転状態と
ガっており、出力（ｄ）が＠ ＨＩＩ、出力（ｅ）が囁
Ｌ ＩＩのときＫは、出力（ｄ）からコンデンサＣＴお
よびサーミスタＴＨｋ介して出力（ｅ）へ充電電流が通
じ、これによるサーミスタＴＨの端子電圧が帰還信号（
ａ）としてＮＡＮＤ ゲートＧの入カヘ与えられる。
＋ＱｚによるＣＰＡの出力（ｄ）およびトランジスタ（
ｈ、Ｑ４によるＣＰＡの出力（ｅ） Ｂ各々反転状態と
ガっており、出力（ｄ）が＠ ＨＩＩ、出力（ｅ）が囁
Ｌ ＩＩのときＫは、出力（ｄ）からコンデンサＣＴお
よびサーミスタＴＨｋ介して出力（ｅ）へ充電電流が通
じ、これによるサーミスタＴＨの端子電圧が帰還信号（
ａ）としてＮＡＮＤ ゲートＧの入カヘ与えられる。
この帰還イロ号（ａ）は、コンデンサＣＴの充電初期に
おいて高く、充電の終了に応じて低下し、当初は出力（
ｂ）ｋ ’Ｌ”としているが、ＮＡＮＤ ゲートＧ２
の人力応答スレシホールド電圧■ＴＨ″ｉ！で低下する
と、出力（ｂ）が％ ＨＩＩへ転じ、これに応じて出力
（ｄ）が隼ＬＩＴ、出力（ｅ）が１Ｈ“へ反転し、この
とき、コンデンサＣＴへ充電電荷として残留した電圧は
、！ＨＨケ電源電圧ＶＤＤに等しいとすればＶＤＤ
ＶＴＨとなり、これが出力（ｄ）ノ１Ｌ” ｉＣより正
極側を基準電位とするため、−（Ｖｎｎ −ＶＴＲ）
まで帰還信号（ａ）が負方向へ変化し、これを基準と
して今度は出力（ｅ）により逆方向の充電がなされ、コ
ンデンサＣＴの端子電圧が帰還信号（ａ）と々９、当初
は出力（１）） ｋ ’ Ｈ”としているが、帰還信号
（ａ）が次第に上昇してｖｌ・■へ達すると出力（ｂ）
が 隼Ｌ″、出力（ｃ）は 咀″と々るため、出力（ｄ
）が’Ｈ”、出力（ｅ）は＋ｌＬ″へ転じ、このときに
コンデンサＣＴ へ充電電荷として残留した電圧ＶＴｌ
ｌとＶＤＤとの和により ＶＤＤ ＋ ＶＴＲまで帰還
信号（ａ）が上昇し、これの後に放電および出力（ｄ）
による充電が行々われ、以上の動作ケ反復する。
おいて高く、充電の終了に応じて低下し、当初は出力（
ｂ）ｋ ’Ｌ”としているが、ＮＡＮＤ ゲートＧ２
の人力応答スレシホールド電圧■ＴＨ″ｉ！で低下する
と、出力（ｂ）が％ ＨＩＩへ転じ、これに応じて出力
（ｄ）が隼ＬＩＴ、出力（ｅ）が１Ｈ“へ反転し、この
とき、コンデンサＣＴへ充電電荷として残留した電圧は
、！ＨＨケ電源電圧ＶＤＤに等しいとすればＶＤＤ
ＶＴＨとなり、これが出力（ｄ）ノ１Ｌ” ｉＣより正
極側を基準電位とするため、−（Ｖｎｎ −ＶＴＲ）
まで帰還信号（ａ）が負方向へ変化し、これを基準と
して今度は出力（ｅ）により逆方向の充電がなされ、コ
ンデンサＣＴの端子電圧が帰還信号（ａ）と々９、当初
は出力（１）） ｋ ’ Ｈ”としているが、帰還信号
（ａ）が次第に上昇してｖｌ・■へ達すると出力（ｂ）
が 隼Ｌ″、出力（ｃ）は 咀″と々るため、出力（ｄ
）が’Ｈ”、出力（ｅ）は＋ｌＬ″へ転じ、このときに
コンデンサＣＴ へ充電電荷として残留した電圧ＶＴｌ
ｌとＶＤＤとの和により ＶＤＤ ＋ ＶＴＲまで帰還
信号（ａ）が上昇し、これの後に放電および出力（ｄ）
による充電が行々われ、以上の動作ケ反復する。
ここにおいて、コンデンサＣＴの充電および逆方向充電
による帰還１１号（ａ）の上昇および下降各期間ｋ ｔ
＋ ＋ ｔｚ とすれば、周期Ｔに次式により与えられ
る。
による帰還１１号（ａ）の上昇および下降各期間ｋ ｔ
＋ ＋ ｔｚ とすれば、周期Ｔに次式により与えられ
る。
Ｔ＝ ｔ＋ ＋ ｔ２
ＶＴＨ： ＮＡＮＤ ’ｌ −） Ｇ２ （７）入力応
ｊＪ スレシホールド電圧 ＶＤＤ１１電源電圧 コ（７）タメ、ｖＴＨ＝１／／２・ＶＤＤトスレバ、（
１）式ｉ”ｌ：、次式のものとなる。
ｊＪ スレシホールド電圧 ＶＤＤ１１電源電圧 コ（７）タメ、ｖＴＨ＝１／／２・ＶＤＤトスレバ、（
１）式ｉ”ｌ：、次式のものとなる。
Ｔ中ｌ争ＩＲＴｅＣＴ十ト弓ＲＴＳＣ１＝２・２ＲＴ＠
ＣＴ ・・・・（２）したがって
、ＲＴが温度に応じて一定の関係により変化すれば、周
期Ｔｋクロックパルスのカウント等により検出すること
により、温度を詣測することができる。
ＣＴ ・・・・（２）したがって
、ＲＴが温度に応じて一定の関係により変化すれば、周
期Ｔｋクロックパルスのカウント等により検出すること
により、温度を詣測することができる。
々お、第３図において、ＮＡＮＤゲートＧ２の入力に対
する帰還のためにＣＰＡ ｋ設けたのは、ＮＡＮＤゲー
ｉＧ２およびインバータＩＮの出力インピーダンスがＣ
−Ｂ／ＩＯ８（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ −Ｍｅｔ
ａｌ ０ｘｉｄｅ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、 ）
の場合、５０００〜敬に０と高く、十分な出力電圧、を
流および地絡効果が得られず、コンデンサＣＴの充放電
期間に誤差を生じ、（１）および（２）式の条件が得ら
れ々いためであり、抵抗器Ｒ２〜Ｒ５と並列のコンデン
サＣｌ−０４は、トランジスタＱｌ−Ｑ４の応答時間全
短縮し、波形の変化を急峻とする目的のものでめる。
する帰還のためにＣＰＡ ｋ設けたのは、ＮＡＮＤゲー
ｉＧ２およびインバータＩＮの出力インピーダンスがＣ
−Ｂ／ＩＯ８（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ −Ｍｅｔ
ａｌ ０ｘｉｄｅ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、 ）
の場合、５０００〜敬に０と高く、十分な出力電圧、を
流および地絡効果が得られず、コンデンサＣＴの充放電
期間に誤差を生じ、（１）および（２）式の条件が得ら
れ々いためであり、抵抗器Ｒ２〜Ｒ５と並列のコンデン
サＣｌ−０４は、トランジスタＱｌ−Ｑ４の応答時間全
短縮し、波形の変化を急峻とする目的のものでめる。
−！た、第３図において、計測誤差？生ずる原因として
は、 ｌａ、 検出素子の非直線特性 ｌｂ、 ゲート回路の温度によるＶＴＲの変動］ｃ、
＃ ＃ の応答遅延時間ｌｄ、 Ｉ
〆 の温度による出力電圧の変動１ｅ、 コンデンサＣ
Ｔの温度Ｖこよる容量値変動等であるが、これらは、つ
ぎの対策または理由によジ排除できる。
は、 ｌａ、 検出素子の非直線特性 ｌｂ、 ゲート回路の温度によるＶＴＲの変動］ｃ、
＃ ＃ の応答遅延時間ｌｄ、 Ｉ
〆 の温度による出力電圧の変動１ｅ、 コンデンサＣ
Ｔの温度Ｖこよる容量値変動等であるが、これらは、つ
ぎの対策または理由によジ排除できる。
２ａ、 プロセッサ処理または補正回路により補正す
る。
る。
２ｂ、 Ｃ−ＭＯ８回路ではΔＶＴＨ／Δθ−＝−３
ｍｖ／℃であり、θ＝０〜５０℃では０．０６％ＦＳは
下のため無視できる。
ｍｖ／℃であり、θ＝０〜５０℃では０．０６％ＦＳは
下のため無視できる。
２Ｃ，各期Ｔ’に大とすることにより無視できる。
２ｄ、 Ｃ−ＭＯ８回路の場合、特に大き力変動がな
く、無視できる。
く、無視できる。
２ｅ、 許容される範囲内におして支障のない温度特
性のものケ選定する。
性のものケ選定する。
したがって、ＮＡＮＤゲートＧ２、インバータＩＮにＣ
−ＭＯ８回路または相当品？使用し、かつ、２ａおよび
２ｅの各条件全適用すれば、十分に太き外周筋Ｔとする
ことが可能となり、２ｃの条件も満足され、安定かつ高
精度の温度計測が実現する。
−ＭＯ８回路または相当品？使用し、かつ、２ａおよび
２ｅの各条件全適用すれば、十分に太き外周筋Ｔとする
ことが可能となり、２ｃの条件も満足され、安定かつ高
精度の温度計測が実現する。
第５図は、他の実施例全示す回路図であり、この場合は
、抵抗器ＲＨ、Ｒ４２、コンデンサＣ１１゜ＣＩ２ お
よびトランジスタＱ＋＋ ＋ Ｑ１０ による第１のＣ
ＰＡ と、抵抗器Ｒｔｓ 、 Ｒｔ４、コンデンサ０１
３゜ＣＩ４ およびトランジスタＱ＋ｓ ＋ Ｑ１４
による第２のＣＰＡ とを縦続接続すると共に、各々と
並列にインバータＩＮＩ 、 ＩＮ！ ’！ｒ各個に並
列接続し、トランジスタＱｕ ＋ Ｑ１２ によるＣ
ＰＡの同相出力と、抵抗器Ｒ１を介するＮＡＮＤゲート
Ｇ２の入力との間の第１の帰還回路中へコンデンサＣＴ
ｋ直列に挿入する一方、トランジスタＱｌ！ｌ ＋
Ｑ１４によるＣＰＡの逆相出力と、同様のＮＡＮＤゲー
トＧの入力との間の第２の帰還回路中ヘサーミスタＴＨ
Ｔｈｉ列に挿入しており、第３図に対し、出力ＯＵＴか
らのパルス状信号は位相が反転するものとなっているが
、動作状況は第３図と同様でご）る。
、抵抗器ＲＨ、Ｒ４２、コンデンサＣ１１゜ＣＩ２ お
よびトランジスタＱ＋＋ ＋ Ｑ１０ による第１のＣ
ＰＡ と、抵抗器Ｒｔｓ 、 Ｒｔ４、コンデンサ０１
３゜ＣＩ４ およびトランジスタＱ＋ｓ ＋ Ｑ１４
による第２のＣＰＡ とを縦続接続すると共に、各々と
並列にインバータＩＮＩ 、 ＩＮ！ ’！ｒ各個に並
列接続し、トランジスタＱｕ ＋ Ｑ１２ によるＣ
ＰＡの同相出力と、抵抗器Ｒ１を介するＮＡＮＤゲート
Ｇ２の入力との間の第１の帰還回路中へコンデンサＣＴ
ｋ直列に挿入する一方、トランジスタＱｌ！ｌ ＋
Ｑ１４によるＣＰＡの逆相出力と、同様のＮＡＮＤゲー
トＧの入力との間の第２の帰還回路中ヘサーミスタＴＨ
Ｔｈｉ列に挿入しており、第３図に対し、出力ＯＵＴか
らのパルス状信号は位相が反転するものとなっているが
、動作状況は第３図と同様でご）る。
ただし、各ＣＰＡＱ入カスレジホールド電圧はトランジ
スタＱ＋＋〜Ｑ目のベース・エミッタ間電圧Ｖ Ｂ Ｐ
、により定まジ、これが約１．４Ｖであるのに対し、Ｃ
−ＭＯ８回路の入カスレジホールド電圧り、約２．５■
であり、！Ｌ“から’ Ｈ″への立上りに対する応答は
谷ＣＰＡＯ方が速くても、１Ｈ゛からやＬ ｒｒへの立
下りに対する応答はインバータＩＮ、、ＩＮ２の方が遠
いため、互いに速い方の応答動作により波形変化全急峻
とする目的上、谷ＣＰＡ とインバータＩＮ＋ 、ＩＮ
２ とｔ各々並列としている。
スタＱ＋＋〜Ｑ目のベース・エミッタ間電圧Ｖ Ｂ Ｐ
、により定まジ、これが約１．４Ｖであるのに対し、Ｃ
−ＭＯ８回路の入カスレジホールド電圧り、約２．５■
であり、！Ｌ“から’ Ｈ″への立上りに対する応答は
谷ＣＰＡＯ方が速くても、１Ｈ゛からやＬ ｒｒへの立
下りに対する応答はインバータＩＮ、、ＩＮ２の方が遠
いため、互いに速い方の応答動作により波形変化全急峻
とする目的上、谷ＣＰＡ とインバータＩＮ＋ 、ＩＮ
２ とｔ各々並列としている。
捷た、第５図においては、十分な駆動出力會有するＣＰ
Ａが縦続接続されており、第３図に比し、動作が安定と
なる。
Ａが縦続接続されており、第３図に比し、動作が安定と
なる。
第６図および第７図は、得度検出用の発振回路ｏｓｃ
’ｉ示し、第６図は基本的な回路図であり、第１の帰還
回路には、抵抗器Ｒ６の並列に接続されたサーミスタＴ
Ｈが抵抗器Ｒ７と共に直列に挿入され、かつ、第２の帰
還回路には、検出素子としてフィリップス社製■１形等
の湿度に応じて静電容量値の変化する感湿素子Ｃｏが直
列に挿入されているほかは、第３図と同様でろ９、動作
状況も第３図と同様なものとなっている。
’ｉ示し、第６図は基本的な回路図であり、第１の帰還
回路には、抵抗器Ｒ６の並列に接続されたサーミスタＴ
Ｈが抵抗器Ｒ７と共に直列に挿入され、かつ、第２の帰
還回路には、検出素子としてフィリップス社製■１形等
の湿度に応じて静電容量値の変化する感湿素子Ｃｏが直
列に挿入されているほかは、第３図と同様でろ９、動作
状況も第３図と同様なものとなっている。
ここにおいて、感湿素子ＣＭの充電および逆方向充電に
よる帰還信号（ａ）の上昇および下降各期間ｔｔｚｔｚ
とすれば、周期Ｔは次式により与えられる。
よる帰還信号（ａ）の上昇および下降各期間ｔｔｚｔｚ
とすれば、周期Ｔは次式により与えられる。
Ｔ＝ ｔｔ ＋ Ｉ２
・・・・ （１１）
７ｔりり、、Ｒｔ ：サーミスタＴＨおよび抵抗器Ｒｅ
、 Ｒ７の合成抵抗値 ＣＴ ：感湿素子Ｃａの容量値 Ｖｔｕ：ＮＡＮＤゲートＧｔノ入力応答スレシホールド
電圧 ＶＤＤ：電源電圧 このため、ＶＴＲ＝し２・ＶＤＤ とすれば、（ｌ］
）式は、次式のものとなる。
、 Ｒ７の合成抵抗値 ＣＴ ：感湿素子Ｃａの容量値 Ｖｔｕ：ＮＡＮＤゲートＧｔノ入力応答スレシホールド
電圧 ＶＤＤ：電源電圧 このため、ＶＴＲ＝し２・ＶＤＤ とすれば、（ｌ］
）式は、次式のものとなる。
Ｔ中１ＩＩＩＲＴ＠Ｃ丁＋１・ＩＲＴ拳ｃ丁＝２・２Ｒ
Ｔ・Ｃｔ ・・・・ （１２）したが
って、ＣＴが湿度に応じて一足の関係により変化すれば
、周期Ｔ＝にクロックパルスのカウント等により検出す
ることにより、湿度ケ計測することができる。
Ｔ・Ｃｔ ・・・・ （１２）したが
って、ＣＴが湿度に応じて一足の関係により変化すれば
、周期Ｔ＝にクロックパルスのカウント等により検出す
ることにより、湿度ケ計測することができる。
なお、ＣＴは次式により示される。
ＣＴ＝に１ （Ｈ＋Ｋｇ （θ−θｏ））２＋Ｋｚ ｆ
Ｈ＋に２ （θ−θｏ））＋に３・ψ・・（１３） ただし、Ｋｌ ＋ Ｒ２ＨＫｓ ：係数ｆ■：湿度 θ ：現在の温度 θ０ ：基準温度 すなわち、ＣＴは、■のほかθにも依存しており、温度
に応する０丁の変動全補償する必要があり、これをサー
ミスタＴＨＥより補償するものとしなければならない。
Ｈ＋に２ （θ−θｏ））＋に３・ψ・・（１３） ただし、Ｋｌ ＋ Ｒ２ＨＫｓ ：係数ｆ■：湿度 θ ：現在の温度 θ０ ：基準温度 すなわち、ＣＴは、■のほかθにも依存しており、温度
に応する０丁の変動全補償する必要があり、これをサー
ミスタＴＨＥより補償するものとしなければならない。
このため、ＲＴを求めれば次式により与えられる。
ただし、Ｒｏ 二基率温度におけるサーミスタＴＨの抵
抗値 Ｆ ：係数 ／ ：Ｒ６との並列合成を示す （１３）、 （１４）式から（１２）式はつぎのものと
なる。
抗値 Ｆ ：係数 ／ ：Ｒ６との並列合成を示す （１３）、 （１４）式から（１２）式はつぎのものと
なる。
・・・・（１５）
したがって、サーミスタＴＨの特性および抵抗器Ｒｓ
＋ Ｒ７Ｋｌ”感湿素子ＣＨの温度特性に応じて定めれ
ば、正確に湿度の計測？行なうことができる。
＋ Ｒ７Ｋｌ”感湿素子ＣＨの温度特性に応じて定めれ
ば、正確に湿度の計測？行なうことができる。
このほか、計測誤差を生ずる原因は、第３図の場合と同
様でめジ、上述の対策または理由により排除できるため
、安定かつ高精度な湿度計測が実現する。
様でめジ、上述の対策または理由により排除できるため
、安定かつ高精度な湿度計測が実現する。
第７図は、他の実施例を示す回路図であり、サ一ミスタ
Ｔｌ（と共に抵抗器Ｒ６，Ｒ７が用いられ、コンデンサ
ＣＴの代ジに感湿素子ＣＨが用いられているほかは第５
図と同様でるる。
Ｔｌ（と共に抵抗器Ｒ６，Ｒ７が用いられ、コンデンサ
ＣＴの代ジに感湿素子ＣＨが用いられているほかは第５
図と同様でるる。
したがって、検出素子の抵抗値’ｋＲ，または、検出素
子の静電容量値をＣとすれば、発振器Ｏ８Ｃから得られ
る出力（ｃ）の周期Ｔは次式によジ示される。
子の静電容量値をＣとすれば、発振器Ｏ８Ｃから得られ
る出力（ｃ）の周期Ｔは次式によジ示される。
Ｔ＝Ｃ−Ｒ−Ｋ 、、・−（２１
）たソし、Ｋ：係数 −また、分局器ＤＶの分周比をｌ／ｎ とすれば、分目
出力（ｄ）の期間ＴＤは、次式により与えられる。
）たソし、Ｋ：係数 −また、分局器ＤＶの分周比をｌ／ｎ とすれば、分目
出力（ｄ）の期間ＴＤは、次式により与えられる。
ＴＤ＝ｎ・Ｔ−ｎ・Ｃ＠ＴｌＩＫ ・１１（２２）こ
のため、クロックパルス（ｅ）の周波数音ｆとしたとき
、期間ＴＤにおけるクロックパルス（ｅ）のカウント値
ＮＵ、次式のものと々る。
のため、クロックパルス（ｅ）の周波数音ｆとしたとき
、期間ＴＤにおけるクロックパルス（ｅ）のカウント値
ＮＵ、次式のものと々る。
Ｎ＝ｆＩＩＴＤ
＝＝ｆ＊ｎ＊Ｃ＊Ｒ・Ｋ １」・（２３）こ＼
において、温度θａのときの抵抗値上Ｒａ。
において、温度θａのときの抵抗値上Ｒａ。
温度θａのときの抵抗値’ｋＲｈとすれば、Ｎｂ ＝
ｆＩＩｎ＠ＣＩＩＲｂＩＩＫまた、抵抗値Ｒａと対応す
る補正演算前の計測温度管θａ１抵抗値Ｒｂ と対応す
る同様の計測温度管θｂとすれば、θａ乃至θｂのスパ
ンと対応するカウント値Ｎの差ΔＮは、次式により求め
られる。
ｆＩＩｎ＠ＣＩＩＲｂＩＩＫまた、抵抗値Ｒａと対応す
る補正演算前の計測温度管θａ１抵抗値Ｒｂ と対応す
る同様の計測温度管θｂとすれば、θａ乃至θｂのスパ
ンと対応するカウント値Ｎの差ΔＮは、次式により求め
られる。
ΔＮ＝ｆ−ｎｓＣ＊Ｒ（θｂ−θａ）・Ｋ・・・（２５
）したがって、制御部ＣＮＴ において、ΔＮ？基準
としてカウント値Ｎに対する非直線性の補正演算を行な
えば、高精度の温度計測値を得ることができる。
）したがって、制御部ＣＮＴ において、ΔＮ？基準
としてカウント値Ｎに対する非直線性の補正演算を行な
えば、高精度の温度計測値を得ることができる。
なお、湿度の計測時には、Ｃについて同様の処理７行な
えばよい。
えばよい。
このほか、第３図または第５図において、サーミスタＴ
ＨＯ代りに可変抵抗器を用い、これ金温度または湿度等
の設定値に応じて可変し、あるいは、制御弁の開度等に
したがって可変すれば、これらを測定信号として送出す
ることができる。
ＨＯ代りに可変抵抗器を用い、これ金温度または湿度等
の設定値に応じて可変し、あるいは、制御弁の開度等に
したがって可変すれば、これらを測定信号として送出す
ることができる。
たｙし、発振回路Ｏ８Ｃが発生するパルス信号（ｃ）の
周期Ｔは、上述の２ｃに示すとおり、発振回路０８Ｃｔ
−構成するインバータＩＮ、ＩＮ、〜ＩＮ意等各能動素
子の応答遅延時間を無視できると共に、クロックパルス
（ｅ）のカウントによる計測精度上支障の々い範囲とし
て、例えば、は”； １０ ＫＨｚ 程度に定めねばよ
く、これによって、検出素子と発振回路Ｏ８Ｃの主要部
との間の布線長が大となっても、分布足数による影響全
回避できると共に、雑音による妨害全骨は難いものとな
る。
周期Ｔは、上述の２ｃに示すとおり、発振回路０８Ｃｔ
−構成するインバータＩＮ、ＩＮ、〜ＩＮ意等各能動素
子の応答遅延時間を無視できると共に、クロックパルス
（ｅ）のカウントによる計測精度上支障の々い範囲とし
て、例えば、は”； １０ ＫＨｚ 程度に定めねばよ
く、これによって、検出素子と発振回路Ｏ８Ｃの主要部
との間の布線長が大となっても、分布足数による影響全
回避できると共に、雑音による妨害全骨は難いものとな
る。
寸だ、計測の応答速度は、クロックパルスの周波数を選
定することにより、分周出力（ｄ）の１Ｖ期間を短縮す
ることが自在であり、これによって計測応答速度全十分
に高速とすることができる。
定することにより、分周出力（ｄ）の１Ｖ期間を短縮す
ることが自在であり、これによって計測応答速度全十分
に高速とすることができる。
したがって、簡単力構成により、各種検出値の計測全安
定がつ高精度により、高応答速度として行なうことがで
きる。
定がつ高精度により、高応答速度として行なうことがで
きる。
たソし、第１図において、分周器ＤＶおよびＮＡＮＤゲ
ートＧ＋の機能を制御部ＣＮＴ中のプロセッサにより構
成してもよく、伝送回路ＳＲ’？省略し、制御部ＣＮＴ
から直接測定信号を送出しても同様でめ９、発振回路Ｏ
８Ｃとしては、パルス信号（ｃ）のみならず、他の波形
の交流信号全発生するものを用い、これを波形整形回路
によｐカウントに適する波形としてもよい。
ートＧ＋の機能を制御部ＣＮＴ中のプロセッサにより構
成してもよく、伝送回路ＳＲ’？省略し、制御部ＣＮＴ
から直接測定信号を送出しても同様でめ９、発振回路Ｏ
８Ｃとしては、パルス信号（ｃ）のみならず、他の波形
の交流信号全発生するものを用い、これを波形整形回路
によｐカウントに適する波形としてもよい。
また、第３図以降においては、サーミスタＴＨおよび感
湿素子Ｃｎとして、同等の他の素子音用いてもよく、Ｎ
ＡＮＤゲ〜トＧ茸の代りＫＡＮＤゲート、インヒピット
ゲート、インバータおよびスイッチング素子の組み合せ
等上用いても同様でめり、谷ＣＰＡは互いに逆相の出力
音生ずるものとすればよく、状況にしたがってインバー
タ等を適宜入力側へ挿入すればよい等、種々の変形が自
在でるる。
湿素子Ｃｎとして、同等の他の素子音用いてもよく、Ｎ
ＡＮＤゲ〜トＧ茸の代りＫＡＮＤゲート、インヒピット
ゲート、インバータおよびスイッチング素子の組み合せ
等上用いても同様でめり、谷ＣＰＡは互いに逆相の出力
音生ずるものとすればよく、状況にしたがってインバー
タ等を適宜入力側へ挿入すればよい等、種々の変形が自
在でるる。
以上の説明により明らかなとお９本発明によれば、簡単
かつ安価な構成により、各種検出値の計測全安定かつ高
精度により、高応答速度として行なえる計測装置が実現
し、各種用途の計測において顕著な効果が得られる。
かつ安価な構成により、各種検出値の計測全安定かつ高
精度により、高応答速度として行なえる計測装置が実現
し、各種用途の計測において顕著な効果が得られる。
図は本兆明の実施例全示し、第１図は全構成のブロック
図、第２図は第１図における各部の波形全示すタイミン
グチャート、第３図乃至第５図は温度検出用発振回路を
示し、第３図は基本的構成の回路図、第４図は第３図に
おける各部の波形を示す図、第５図は他の実施例を示す
回路図、第６図および第７図は湿度検出用発振回路を示
し、第６図は基本的構成の回路図、第７図は他の実施例
を示す回路図でるる。 Ｏ２０・・・・発振回路、ＤＶ・・・・分周器、ＣＰＧ
・・・・パルス発生器、Ｇｌ ＋ Ｇｌ ”・・・
ＮＡＮＤゲート、ＣＮＴ−・―・制御部、ＴＨ・・・会
サーミスタ、ＣＨ・・・・感湿素子、ＩＮ。 ＩＮ＋ 、 ＩＮｔ ・Φ・・インバータ（能動素子
）、Ｑ＋＝ Ｑ４ 、 Ｑｌｌ−Ｏ１４・Ｏ・・トラン
ジスタ、Ｔ・・・・周期。
図、第２図は第１図における各部の波形全示すタイミン
グチャート、第３図乃至第５図は温度検出用発振回路を
示し、第３図は基本的構成の回路図、第４図は第３図に
おける各部の波形を示す図、第５図は他の実施例を示す
回路図、第６図および第７図は湿度検出用発振回路を示
し、第６図は基本的構成の回路図、第７図は他の実施例
を示す回路図でるる。 Ｏ２０・・・・発振回路、ＤＶ・・・・分周器、ＣＰＧ
・・・・パルス発生器、Ｇｌ ＋ Ｇｌ ”・・・
ＮＡＮＤゲート、ＣＮＴ−・―・制御部、ＴＨ・・・会
サーミスタ、ＣＨ・・・・感湿素子、ＩＮ。 ＩＮ＋ 、 ＩＮｔ ・Φ・・インバータ（能動素子
）、Ｑ＋＝ Ｑ４ 、 Ｑｌｌ−Ｏ１４・Ｏ・・トラン
ジスタ、Ｔ・・・・周期。
Claims (1)
- 能動素子の応答遅延時間を無視できると共に計測精度上
支障のない範囲でありかつ検出値に応じた同期の交流信
号を発生する発振回路と、所定数の前記周期の期間クロ
ックパルスをカウントしカウント値を求める手段と、該
カウント値に基づいて演算を行ない前記検出値を示す測
定信号を送出する手段とを備えたことを特徴とする計測
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18970584A JPS6168549A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18970584A JPS6168549A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6168549A true JPS6168549A (ja) | 1986-04-08 |
Family
ID=16245814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18970584A Pending JPS6168549A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6168549A (ja) |
-
1984
- 1984-09-12 JP JP18970584A patent/JPS6168549A/ja active Pending
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