JPS63163179A - 抵抗値測定回路 - Google Patents

抵抗値測定回路

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JPS63163179A
JPS63163179A JP31316586A JP31316586A JPS63163179A JP S63163179 A JPS63163179 A JP S63163179A JP 31316586 A JP31316586 A JP 31316586A JP 31316586 A JP31316586 A JP 31316586A JP S63163179 A JPS63163179 A JP S63163179A
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JP
Japan
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resistance
voltage
measured
reference resistance
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP31316586A
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English (en)
Inventor
Yoshikazu Shibamiya
芳和 柴宮
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、温度、圧力などの環境の変化を検出する装
置、なかでも前記変化により抵抗値が変化する検出素子
を有する抵抗値測定回路に関する。
(従来の技術) 従来より世の中に存在する機器の動作(例えはサーマル
ヘッドであればヘッドのヒート動作)は、温度、湿度、
圧力など多くの環境パラメータにより影響を受けるため
、これらの値に応じた制御を行う必要があった。昨今こ
れらの制御にはマイクロコンピュータが使用されること
が多いが、そのためには前記環境パラメータを2進化さ
れたデジタル値としてマイクロコンピュータ内に取込む
必要がある。一方、環境検出素子としては、温度、湿度
、圧力などの変化に対応し抵抗値が変化するものがよく
用いられる。従来これら抵抗値の変化を2進化しマイク
ロコンピュータ内に取込むには、第4図にあるサーミス
タ等の検出素子21を定抵抗22と直列に接続し定電圧
源に接続し、この接続点の電圧変化をいわゆるA/Dコ
ンバータ23で連続値から2進数に変換し取込む方法や
、第5図のごとく片安定マルチバイブレータ24の充電
抵抗に検出素子21を配し、前記片安定マルチバイブレ
ータ24をリセットし、出力が出ている時間をカウンタ
25により計測する方法などがあった。しかし、これら
の方法はコストが高く回路が複雑であり、素子や電源の
バラツキや変動に対して誤差を生じる、またコストがか
かるなどの欠点があった。なお26はCPU、27は直
線性補正抵抗でサーミスタ21の温度−抵抗特性が第6
図のAの様に指数変化するものであるので、サーミスタ
と並列或は直列に抵抗を挟入し、第6図のBの様に測定
範囲内でほぼ直線になる様に補正する為のものである。
〔目的〕
本発明はこれらの問題に鑑み、簡単な回路でかつ低コス
トで電荷蓄積素子にある電圧まで電荷を蓄積するのにか
かる時間を、基準抵抗のみと基準抵抗と被測定素子を並
列にした場合の2度測定し、その比を計算し測定値とす
ることにより、被測定素子の抵抗値の測定が可能な抵抗
値検出回路或は該回路を含む電子機器を提供することを
目的とする。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
本発明を温度依存性抵抗(サーミスタ以後サーミスタと
呼ぶ)による温度検出に応用した例で説明する。第1図
に本実施例のブロック図を示す。
第1図においてはマイクロプロセッサ(CPtJ)であ
って、後述のROM3よりプログラム命令及びあらかじ
め定められたデータを読み出し、温度検出に必要な演算
、比較等を行う。
RAM2はリード・ライトメモリであって、CPU 1
が後述4〜6の入力、出力ポートへの人力、出力データ
の一時保存9時間を計測するためのタイマー用レジスタ
、演算結果を格納しておくメモリなどとして使用される
(第2図(a)参照)。
ROM3は読み出し専用不揮発性メモリであって、CP
UIが動作するためのシステムプログラム、演算結果を
実際の温度の値に対応させるための比較テーブルなどか
ら成っている(第2図(b)参照)。
4の出力ポート1はCPtJ 1の命令によって、パス
ラインS1を通して誤出力ボートに論理レベル“0°ま
たは′1“をラッチし、パスラインS2を通して後述の
10のトランジスタ1を制御する。入力ボート5は後述
電圧比較器7より33を通して出力された論理レベル゛
0゛または1°をパスラインS1を通してg売むことが
出来る。
6の出力ポート2は4の出力ポート1と同様゛0゛ ま
たは°1°をラッチし、信号線S4を通して後述13の
トランジスタ2を制御する。
尚、前記4の出力ボート1.6の出力ポート2はラッチ
した内容をCPU 1の命令によって読むこともできる
電圧比較器7は、コンデンサー14の端子電圧vcであ
る信号線S5の値と基準電圧vthを比較し、基準電圧
vthの値の方が大きければ出力に論理レベル゛0°を
、逆に前記信号線S5の方が大きければ1゛を出力する
。8の抵抗R1と9の抵抗R2は電圧比較器7の基準電
圧vthをつくるための分圧抵抗で S2が論理レベル゛1°のときは、コレクター−エミッ
タ間がOFF’ となっており、後述のサーミスタ11
に電流が流れず充電されず、Slが0°のときはコレク
ター−エミッタ間が“ON’ となりサーミスタ11に
電流を流すことができる。
サーミスタ11は温度依存性を有し温度によって抵抗値
が変化する素子で、その論理式はサーミスタの抵抗値を
RThとすると Ro 、  B o−−−−−サーミスタの固有定数T
o−−−−−273[’ K] T     −−−−−サーミスタ温度[°K]となり
、前述した様に第6図のAのようなカーブを描く。これ
からもわかるように、サーミスタの温度−抵抗値カーブ
は直線にはならず、定抵抗を並列に接続して、これを補
正すると非常によい直線性をもつので、サーミスタを用
いた温度検出ては一般にこの方法が多く用いられる。
12の基準抵抗Rsは、前記サーミスタの直線性補正と
基準時間測定のための基準抵抗を兼ねた定抵抗で、本発
明ではこの部品のみが高精度を要求される。しかし従来
に比して極めて低コストである。
13のトランジスタ2は、信号線S4の論理レベルが1
″のときコレクター、−エミッタ間が°○N° となり
、後述14のコンデンサーの電荷を放電し、0°のとき
OFF’  となって何もしない。
14のコンデンサーは、12の基準抵抗Rs。
11のサーミスタRthを通して流れる電荷を充電する
15の電源フィルりであり、インパルス[生のノイズを
除去するものである。
次に第2図(a)、(b)を参照し、前記2のRAMと
3のROM内で本実施例で使用するレジスタ等について
若干の説明する。
R’A M Z内には、第2図(a)に示したごとくサ
ンプルカウントレジスタ(以下5PLCNTと略す)と
、タイマーカウンタレジスタ(以下T I MCNTと
略す)を有し、それぞれRAM内の特・定の番地に割当
てられている。
S P LCNTは、測定の回数をカウントするのに用
いられる。
一方T I MCNTはコンデンサー14が放電した後
基準電圧vthまで充電されるまでの時間計測に用いら
れ、プログラムによっである一定時間ごとにインクリメ
ントされる。この一定時間が測定時間の最少単位となる
次にRAMZ内には、基準抵抗測定カウント値レジスタ
(以下N5REGと略す)基準抵抗とサーミスタを並列
で測定したカウント値を保持する。温度抵抗測定カウン
ト値REG (以下NTREGと略す)を有し、2度の
カウント値測定の保持に使用している。
一方ROM3内には、第2図(b)のごとく定数として
、測定最大回数(以下SPLMAXと略す)、基準抵抗
値Rs、前記R8と使用するサーミスタの定数B。、R
oを元に求めた基準抵抗RsとサーミスタRthを並列
接続した合成抵抗RTと温度Tのカーブに対し2乗誤差
に対し最も誤差の小さくなるように、最小2乗法で求め
た回帰直線の傾きmと接片すの値が格納されている。
次に本実施例の動作説明の前に原理を簡単に説明してお
く。
第1図において、電源電圧Vccのもとて12の基準抵
抗R3で13のコンデンサCを充電し、基準電圧vth
に達するまでの時間t、はより となり、これをt。秒に一回カウントするカウンタで測
定するとすればカウント数N5はこれをに回くり返した
場合の平均値Nsはとなる。同様に被測定抵抗である基
準抵抗RsとサーミスタRthの並列合成抵抗RTて充
電し、これをに回くり返した場合は となる。今、[式6]と[式7コの比をとるととなり。
ここてVcc、Vth、C,toの変動は充電時間内は
無視てきる程度の大きさであり充電時間内で等しいもの
とすれば を得る。これより被測定抵抗RTは、前記2つのカウン
ト値のに回の和(kは以上の任意の値)の比に基準抵抗
R3をかけた値として得られ、これにはVcc、Vth
、C,toは無関係であることがわかる。本発明はこの
原理に基づいて、実施されている。
では次に第1図と動作の流れを説明する第3図のフロー
チャートを用い、本発明の詳細な説明する。
まず前記のRAM2内の5PLCNT、N5REG、N
TREGに「0」を書く(クリアーする)(STEPl
)。
次に4の出力ボート1に1°を出力し10のTriをO
FF’ とし、基準抵抗測定モードとする。モして6の
出力ボート2を°1° とじ、あらかじめ定められた時
間この状態を保ち、14コンデンサCを完全に放電する
(step2゜3)。次にT I MCNTをクリアー
して(step4)測定準備が完了する。そして6の出
力ボート2を0° として13のTr2を’OFF’さ
せ、基準抵抗12のみによるコンデンサC14への充電
が開始される(step5)。CPU 1は人力ボート
5を一定時間ごとに読み、値が0°であればRAM2内
のT I MCNTをインクリメントし、再び入力ボー
ト5を読みにいく。
これをくり返すうち(step6,7)コンデンサ14
の端子電圧vcが基準電圧vthを越えると、電圧比較
器7が反転し人力ボート5が“1°になる。cputが
人力ボート5が1゜であることを検出するとT I M
CNTのインクリメントを停止し、6の出力ボート2を
°1°とし充電を完了する(step8)。
次にCPUIは4の出力ボート1の状態が0゛か°1′
かを判断しく5tsp9)、“1°の時は(現在は°1
゛である)NSREGの値に今インクリメントを停止し
たT I MCNTの値を加え、N5REGヘセツトし
く5tep10)、4の出力ボート1を1゛→°0゛へ
反転させ(stepH)、10のTriを°ON°させ
て基準抵抗とサーミスタを並列接続して温度抵抗測定モ
ートとする。
次に、RAM2内5PLCNTとROM3内所定の測定
回数SPLMAXを比較する(step12)。現在は
5PLCNTの値は「0」であり、5PLCNT<SP
LMAXであり、この時は次の測定をすべく前記5te
p4に戻る。コンデンサ14の電荷を放電させ充電を再
口する。そして5PUIが人力ボート5の°1°を検出
し、TIMCNTのインクリメントを停止すると(st
ep6.8)、今度は4の出力ボート1は°0°であり
、この時はNTREGO値とT T MCNTの値を加
えNTFtEGヘセットしく5tep14)、4の出力
ボート1を再び反転させO’ −’1’ としく5te
p15)、次の測定が再び基準抵抗測定モードとなるよ
うにすると共にS P LCNTをインクリメントしく
5tep16)、この後S P LCNTとSPLMA
Xを比較し、5PLCNT<SPLMAXであればステ
ップ2へもどり再測定を行う。
S P LCNT≧SPLMAXとなルト所定の測定回
数SPLMAX回を終了し、N5REGには、基準抵抗
でS P LMA X回充電したカウント数の総和、N
TREGには基準抵抗とサーミスタを並列接続してSP
MAX回充電したカウント数の総和が格納されている。
次にCPU 1は、このN5REGとNTREGの2つ
のレジスタの比NTREG/N S REGを求め、こ
れにROMa内にデータとして保存されているR3の値
をかけて被測定抵抗値RTを算出する。さらに前記R5
と被測定用のサーミスタの定数BO,ROを用いて、あ
らかじめ求めROM3内に保存されている回帰直線の傾
きmと接片すより、最終的に求める温度TをT=−mR
T+b を計算することにより求める。
〔他の実施例〕
前記実施例では、検出素子として温度依存性抵抗素子(
サーミスタ)を用いた温度検出回路で説明したが、これ
は何らかに依存して抵抗値の変化する素子、物質であれ
ば何でもよく、いわゆる抵抗器そのものの測定にも使用
できる。
TriとTr2に使用するのは別にトランジスタに限ら
ず、、FETでもリレーでもかまわない。
また今回は電圧比較手段としてコンパレータと基準電圧
を用いたが、これはさらにコストダウンを追求して、ゲ
ートICのスレミホールド電圧をそのまま使用してもか
まわない。また今回は時間測定手段としてソフトウェア
のループを利用したソフトタイマーを用いたが、これは
最近のマイクロコンピュータによく内蔵されているタイ
マーユニットと割込を利用してもよく、外部にカウンタ
を設けてもかまわない。また2つの測定値NアとN5よ
り実際の温度求めるのに、本実施例では計算式を用いた
が、これはNT/Nsが実際の温度と対応しているため
、N1/ N sを何段階かに分割し、ROM内にテー
ブルデータを持ってそれを参照して求めてもよい。
さらに実際に必要なデータは温度の値そのものでなく温
度に対応した制御パラメータであることが多く、その場
合は前述のようにN T / N Sを分割し、その値
に対応したテーブルデータをROM内にもっていればよ
い。
又、本発明は多方面に応用できるもので、例えばタイプ
ライタ等のサーマルプリンタ装置の環境を検出する場合
にも適用でき、常に高品位の印字を極めて低コストでか
つ簡単な回路で実現できる。
〔発明の効果〕
以上詳述した様に、基準抵抗さえ精度のよいものを使用
すれば、コンデンサ、電圧比較器の基準電圧、電源電圧
のバラツキを無視できるため、無調整で高精度な抵抗測
定回路が実現できる。またA/Dコンバータ、片安定マ
ルチバイブレータ等を使ったものに比して、極めて低コ
ストが実現できるのである。更には本発明の回路を採用
することにより、例えばプリンタの高品位印字及び低コ
スト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
胞 第1図は本発明の実働例である抵抗値測定回路及びブロ
ック図、 第2図はRAM2.ROM3の内容を説明する図、 第3図は実施例の動作の流れを示すフローチャート、 第4図は従来例を示す図、 第5図は従来例を示す図、 第6図はサーミスタの特性を示す図、 1 −−−−−−−− CP U 2  −−−−−−−−  RAM 3  −−−−−−−−  ROM 4、 6 −−−一出力ポート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)既知抵抗値の基準素子と被測定素子と電荷を蓄積
    する蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積された電荷の放電
    を行わせる為の電荷放電手段と、前記基準素子によって
    蓄積される前記蓄積手段の電圧が所定値になるまでの第
    1時間と、前記基準素子と前記被測定素子によって蓄積
    される前記蓄積手段の電圧が前記所定値になるまでの第
    2の時間とを測定する測定手段と、前記測定手段の測定
    結果に基づいて前記被測定素子の測定値と前記第1と第
    2の時間の比を対応づけることを特徴とした抵抗値測定
    回路。
  2. (2)前記基準素子は定抵抗、前記被測定素子は温度依
    存性抵抗、前記電荷蓄積手段はコンデンサであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の抵抗値測定回路
JP31316586A 1986-12-25 1986-12-25 抵抗値測定回路 Pending JPS63163179A (ja)

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JP31316586A JPS63163179A (ja) 1986-12-25 1986-12-25 抵抗値測定回路
US07/134,035 US4910689A (en) 1986-12-25 1987-12-17 Resistivity value measuring circuit

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31316586A JPS63163179A (ja) 1986-12-25 1986-12-25 抵抗値測定回路

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JPS63163179A true JPS63163179A (ja) 1988-07-06

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JP31316586A Pending JPS63163179A (ja) 1986-12-25 1986-12-25 抵抗値測定回路

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006162572A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Asahi Kasei Microsystems Kk インピーダンス測定装置
JP2010139241A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Nec Corp 温度測定回路、及び、方法
CN109188095A (zh) * 2018-10-11 2019-01-11 深圳和而泰智能控制股份有限公司 一种电阻测量电路、方法及环境参数测量装置

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