KR100314438B1 - 써모파일센서를이용한온도측정회로 - Google Patents

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    • G01J5/16—Arrangements with respect to the cold junction; Compensating influence of ambient temperature or other variables

Abstract

본 발명은 써모파일센서를 이용한 온도측정회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 써모파일센서에서 감지된 온도만큼 발생한 전압을 증폭하는 증폭기의 오프셋에 따른 검출온도의 오차를 보상할 수 있는 써모파일센서를 이용한 온도측정회로에 관한 것이다.
본 발명은, 적외선 입사량에 따라 전압을 차등 발생하는 써모파일센서와; 상기 써모파일센서의 출력을 증폭하는 증폭수단과; 상기 증폭수단의 오프셋을 보상하는 오프셋보상수단과; 상기 증폭수단의 출력으로부터 상기 오프셋보상수단의 출력만큼을 제거하여, 대상물의 온도를 정확하게 검출하는 연산수단을 포함하여 구성된다.

Description

써모파일센서를 이용한 온도측정회로
본 발명은 써모파일센서를 이용한 온도측정회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 써모파일센서에서 감지된 온도만큼 발생한 전압을 증폭하는 증폭기의 오프셋에 따른 검출온도의 오차를 보상할 수 있는 써모파일센서를 이용한 온도측정회로에 관한 것이다.
써모파일센서는 온도측정대상으로부터 입사된 적외선에 의해서 발생된 온도와 센서 주변온도의 차에 대응하는 전압을 발생하는 소자이다. 이러한 써모파일센서는 전자레인지와 같은 제품에서 조리실 내부의 조리물(음식물)의 온도를 검출하기 위한 소자로 많이 이용된다.
그러나 상기 써모파일센서로 측정된 신호를 직접 전자레인지의 조리제어에 이용하기에는 그 신호의 크기가 매우 미세하다. 그래서 전자레인지의 조리제어에 상기 써모파일센서로부터 측정된 신호를 이용하기 위해서는 적절한 크기의 신호로 증폭하는 과정이 필요하다.
도 1은 종래의 써모파일센서를 이용한 온도측정회로를 도시하고 있다. 종래의 온도측정회로는 써모파일센서(10)의 출력전압을 증폭하는 증폭기(20)와, 상기 써모파일센서(10) 부근에 설치된 온도보상소자(일 예로 써미스터 ; 15)를 이용하여 주변온도의 영향을 제거해주기 위한 보상전압(Vth)을 발생시키고, 이렇게 발생된 보상전압(Vth)을 상기 증폭기(20)의 입력단에 기준전압으로 인가하는 부분으로 구성된다.
즉, 종래의 온도측정회로는 써미스터(15)와 저항(R1,R2,R3,R4)를 사용하여 주변온도에 따라서 변화되는 기준전압(Vth)를 발생하였다. 상기 발생된기준전압(Vth)은 증폭기(20)의 기준전압으로 인가되었다. 따라서 증폭기(20)는 주변온도에 대응한 기준전압(Vth)을 기준으로하여, 상기 써모파일센서(10) 출력을 증폭한 값을 출력하였다.
따라서 증폭기(20)의 출력(Vo)은 하기 식1과 같이 결정되었다.
Vo = Vs * (1+ R6/R5) + Vth ..................... 식 1
여기서 Vs = 써모파일센서(10)의 출력,
(1 + R6/R5) = 상기 증폭기(20)의 증폭비,
Vth = 주변온도의 변화에 대응하는 보상전압을 나타낸다.
결국 증폭기(20)는 주변온도에 대응한 기준전압(Vth)을 기준으로해서 상기 써모파일센서(10)의 출력(Vs)에 증폭비(1+ R6/R5)를 승산시킨 값을 출력하였다.
그런데 종래의 온도측정회로는 증폭기의 오프셋(offset)에 따라서 발생되는 검출온도의 오차를 보상할 수 있는 방법이 없었다.
즉, 상기 써모파일센서(10)가 주변온도와 동일한 물체의 온도를 측정할 때, 상기 써모파일센서(10)의 양단에서 출력되는 값(Vs)은 "0"이 된다. 상기 써모파일센서(10)의 값(Vs)을 상기 식 1에 적용하면,
Vo = O * (1 + R6/R5) + Vth 으로 표현된다. 따라서 이상적인 증폭기(20)의 출력(Vo)은 Vth 의 값을 갖어야 한다.
그러나 상기 증폭기(20)의 오프셋이 존재함에 따라서 실제적으로 상기와 같은 출력값을 갖지 못한다.
일 예로, 상기 증폭기(20)의 증폭비가 4000배이고, 오프셋 전압이 50uV, 기준전압(Vth)이 1.6볼트이고 주변온도와 동일한 물체의 온도를 측정했을 때, 상기 증폭기(20)의 출력(Vo)은 1.6볼트가 되어야 함에도 불구하고, 상기 오프셋 항목이 존재함에 의해서 4000배 * 50uV = 200mV의 출력이 상승하여 실제적으로 1.62볼트를 출력하였다.
즉, 써모파일센서를 이용하여 대상물의 온도를 측정할 때, 증폭기의 전류, 전압 오프셋 항목이 매우 중요한 팩터(factor)로 작용하게 된다. 실제적으로 증폭비가 4000으로 설정되었을 때, 상기 써모파일센서의 출력에 비해서 증폭기의 오프셋으로 인한 오차가 대략 25% 정도의 위치를 차지하였다.
그러나 종래의 온도측정회로는 증폭기의 오차를 증폭기의 출력값에 반영하지 못하였다. 그래서 종래의 온도측정회로는 증폭기의 증폭비를 크게 할수록 신호대 잡음비(증폭기의 오차)가 커지게 되고, 이것으로 인해서 정확한 온도측정을 하는데 어려운 문제점이 있었다.
물론 증폭기의 성능을 월등하게 우수한 것을 선택한 경우에 증폭기의 오차가 최소로 되겠지만, 증폭기의 성능은 곧 경제적인 비용과 연관되기 때문에 우수한 증폭기를 선택하기에도 어려웠다.
따라서 본 발명의 목적은 증폭기의 오차를 제거하여, 대상물의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 써모파일센서를 이용한 온도측정회로를 제공함에 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 온도측정회로를 도시하는 구성도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 써모파일센서를 이용한 온도측정회로의 블록도,
도 3은 도 2에 도시된 각 회로의 상세 구성을 도시하는 회로도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 온도측정회로를 도시하는 구성도,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 온도측정회로를 도시하는 구성도,
도 6은 오프셋 저항값을 변화시킬 경우의 증폭기(50)의 출력전압(Vo) 파형도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10,32,52,62 : 써모파일센서 15,31,54,64 : 써미스터
20,33,50,60 : 증폭기 30 : 제 1 회로
35 : 제 2 회로 40 : 마이크로컴퓨터
R1 ∼ R14 : 저항
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 써모파일센서를 이용한 온도측정회로는, 입사한 적외선양에 따라 전압을 출력하는 써모파일센서와; 상기 써모파일센서의 출력을 증폭하는 증폭수단과; 상기 증폭수단의 오프셋을 보상하는 오프셋보상수단과; 상기 증폭수단의 출력으로부터 상기 오프셋보상수단의 출력만큼을 제거하여, 대상물의 온도를 정확하게 검출하는 연산수단을 포함하여 구성된다.
본 발명의 상기 오프셋보상수단은, 상기 증폭수단의 오프셋값에 따라서 설정된 저항의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 증폭수단은, 주변온도에 대응한 변화되는 전압을 기준전압으로 입력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 대상물에서 입사한 적외선양에 따라 전압을 발생하는 써모파일센서와; 상기 써모파일센서 부근에 설치되고, 주변온도의 영향을 제거하기 위한 보상전압을 발생하는 온도보상소자와; 상기 온도보상소자를 이용하여 발생된 보상전압을 기준전압으로 해서, 상기 써모파일센서의 출력을 증폭하는 증폭수단과; 상기 증폭기의 오프셋에 따라서 상기 증폭수단의 기준전압을 조절하는 오프셋보상수단을 포함하여 구성된다.
본 발명의 상기 오프셋보상수단은, 상기 증폭기의 오프셋이 음의 값을 가질때, 상기 증폭기의 오프셋값에 비례하는 저항을, 상기 증폭기의 기준전압단과 공급전원 사이에 연결하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 오프셋보상수단은, 상기 증폭기의 오프셋이 양의 값을 가질때, 상기 증폭기의 오프셋값에 비례하는 저항을, 상기 증폭기의 기준전압단과 그라운드 전위 사이에 연결하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 써모파일센서를 이용한 온도측정회로에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 써모파일센서를 이용한 온도측정회로의 블록도를 나타낸다.
본 발명의 제 1 실시예는 마이크로컴퓨터를 이용하여 최종적인 검출온도를 연산하기 위한 실시예이다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 온도측정회로는 써모파일센서에서 검출된 신호를 증폭하여 출력(Vo)하는 제 1 회로(30)와, 상기 회로(30)에 포함된 증폭기에 대한 오프셋을 제어하기 위하여 오프셋 조절용 신호를 출력(Vo1)하는 제 2 회로(35)와, 상기 제 1,2 회로(30,35)의 출력을 연산하여 온도측정대상에서 발생된 온도와 센서 주변온도와의 차에 대응하는 전압을 검출하는 마이크로컴퓨터(40)를 포함한다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예는 온도측정대상물의 온도와 주변온도와의 차를 검출한 써모파일센서의 출력(Vo)을 증폭하여 마이크로컴퓨터(40)의 제 1 입력으로 인가한다. 그리고 오프셋 조절용 출력(Vo1)을 마이크로컴퓨터(40)의 제 2 입력으로 인가한다. 상기 마이크로컴퓨터(40)는 두 입력신호를 가산 또는 감산하여 최종적인 검출온도를 출력한다.
다음은 본 발명의 제 1 실시예를 구체적으로 도시한 상세회로도를 참조해서 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 도 2에 도시된 각 회로의 상세 구성을 도시하는 회로도이다.
먼저, 써모파일센서(32)로부터 검출된 온도를 증폭하는 제 1 회로(30)는 다음과 같이 구성한다. 상기 써모파일센서(32)의 플러스(+)단자는 증폭기(33)의 비반전입력단자에 연결되고, 상기 써모파일센서(32)의 마이너스(-)단자는 증폭기(33)의 기준전압(Vth) 단에 연결되고 있다.
상기 증폭기(33)의 기준전압(Vth)은 써미스터(31)를 이용한 주변온도의 영향을 보상하기 위한 보상전압으로 결정된다. 상기 기준전압(Vth)은 저항과 써미스터에 의해서 결정된다. 즉, 공급전원(Vcc)과 그라운드전위 사이에 저항(R1,R2,R3)이 직렬 연결되고, 상기 저항(R1)과 저항(R2) 사이의 접속점(V1)과 상기 저항(R2)과 저항(R3) 사이의 접속점(V2) 사이에 써미스터(31)와 저항(R4)이 직렬 연결된다.
즉, 상기 써미스터(31)와 네 개의 저항(R1,R2,R3,R4)에 의해서 주변온도의 영향에 따른 기준전압(Vth)이 결정되고, 상기 기준전압(Vth)은 저항(R5)를 통해서 증폭기(33)의 반전입력단자에 입력된다. 상기 증폭기(33)의 출력단자(Vo)는 저항(R6)을 통해서 상기 증폭기(33)의 반전입력단자에 연결되고 있다.
그리고 상기 증폭기(33)의 출력(Vo)은 마이크로컴퓨터(40)의 제 1 입력으로 인가된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 제 1 회로(30)는 다음과 같이 동작된다.
써모파일센서(32)는 온도측정대상으로부터 입사된 적외선에 의해서 발생된 온도와 센서 주변온도와의 차에 대응하는 전압(Vs)을 출력한다. 상기 써모파일센서(32)의 출력(Vs)은 증폭기(33)의 비반전입력단자로 인가된다.
상기 증폭기(33)는 써미스터(31)와 저항(R1,R2,R3,R4)들에 의해서 결정된 전압(Vth)을 기준전압으로서 입력한다. 상기 기준전압(Vth)은 주변온도의 변화에 따라서 변화되는 저항값을 갖는 써미스터(31)와 저항(R1,R2,R3,R4)에 의해서 결정된다. 즉, 상기 기준전압(Vth)은 주변온도의 변화에 따라서 같이 변화된다.
이렇게 변화되는 기준전압(Vth)은 증폭기(33)의 기준전압으로 인가된다. 상기 증폭기(33)는 주변온도에 대응한 기준전압(Vth)을 기준으로해서 상기 써모파일센서(32)의 출력전압을 증폭비(1+ R6/R5)만큼 증폭하여 출력한다.
그런데 상기 증폭기(33)의 실제적인 출력(Vo)은 식1에 근거한 값으로 결정되지 않는다. 이것은 종래 기술에서 언급한 바와 같이, 상기 증폭기(33)의 증폭이 이루어질 때, 증폭기(33)의 전류, 전압 오프셋(α)이 같이 반영되기 때문이다.
따라서 실제적으로 상기 증폭기(33)에서 출력되는 신호는 상기 식1에 의해서 결정된 값(Vo')에 오프셋(α) 만큼이 포함되어서 출력된다. 이렇게 상기 증폭기(33)에서 출력되는 신호(Vo' +α)는 마이크로컴퓨터(40)의 제 1 입력단자로 입력된다.
다음, 오프셋 조절용 신호를 출력하는 제 2 회로(35)는, 상기 제 1 회로(30)에 포함된 증폭기(33)의 오프셋 저항값(α)에 따라서 구현된다. 만약 상기 증폭기(33)의 오프셋 저항값이 R11에 따른 전압값으로 결정된다면, 상기 제 2 회로(35)는 저항(R11)에 의한 오프셋 조절용 전압을 출력 할 수 있도록 구현된다.
또한, 도 3에 도시되고 있는 바와 같이 네 개의 저항(R11,R12,R13,R14)에 의해서 결정된 전압(Vo1)만큼이 오프셋 조절용 전압으로 필요로 하게 되면, 제 2 회로(35)는 도 3에 도시된 바와 같이 구현될 것이다.
상기 제 2 회로(35)의 오프셋 조절용 출력은 다음과 같이 결정된다.
우선, 상기 써모파일센서(32)가 주변온도와 동일한 물체의 온도를 측정할 때, 상기 써모파일센서(32)의 양단에서 출력되는 값(Vs)은 "0"이 된다. 그러면 상기 써모파일센서(32)의 값(Vs) "0"를 식 1에 적용하면,
Vo = O * (1 + R6/R5) + Vth 으로 표현된다. 따라서 이상적인 증폭기(33)의 출력(Vo)은 Vth 만의 값으로 결정된다.
그러나 증폭기(33)는 전류 오프셋, 전압 오프셋에 의해서 실제적으로는 상기 기준전압(Vth)에 ± 오프셋전압(α)이 포함되어 출력된다. 이렇게 출력되는 증폭기(33)의 출력전압에서 기준전압(Vth)을 감산시켜서 증폭기(33)의 오프셋전압(α)을 산출한다. 그리고 상기 오프셋전압(α)을 고려하여 상기 제 2 회로부(35)의 출력값을 설정하는 것이다.
만약, 도 3에 도시된 바와 같이 준비된 저항이 네 개(R11,R12,R13,R14) 있을 때, 하기 표 1에서와 같이 각 저항의 조합으로 출력되는 전압에 따라 적절한 오프셋 값이 15단계로 분류된다.
표 1
R11 R12 R13 R14 R11,R12 R11,R13 R11,R14 R12,R13 R12,R14 R13,R14
A B C D E F G H I J
R11,R12,R13 R11,R12,R14 R11,R13,R14 R12,R13,R14 R11,R12,R13,R14
K L M N O
이렇게 분류된 오프셋 값들 중에서 현재 시스템에 장착된 제 1 회로(30)에 포함된 증폭기(33)의 오프셋 값(α)에 가장 가까운 저항군을 선택한다. 상기 선택된 저항군에 의해서 제 2 회로(35)가 구현되고, 상기 제 2 회로(35)는 항상 일정한오프셋 조절신호를 출력하게 되는 것이다.
따라서 상기 제 2 회로(35)는 시스템 출하 전단계에서 이미 적절한 오프셋 값에 따라서 선택된 저항군으로 구현되어 있어야 한다. 따라서 상기 제 2 회로(35)는 상기 증폭기(33)의 오프셋에 따라서 저항(R11)만으로 구현될 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 네 개의 저항군(R11,R12,R13,R14)으로 구현될 수도 있다. 따라서 도 3에 도시된 형태는 단지 하나의 실시형태일 뿐이다. 이와 같이 적절하게 저항군을 선택한다면, 저항(R11)만 존재할 때 제 2 회로(35)는 A를 출력하고, 저항(R13)만 존재 할 때 제 2 회로(35)는 C를 출력한다. 이와 같이 상기 제 2 회로(35)는 여러 가지의 경우의 수를 갖게 된다. 그리고 상기 제 2 회로(35)의 출력은 마이크로컴퓨터(40)에서 감지 가능하도록 각 단계에 차이를 가져야 한다. 예를 들면, A는 공급전원과 거의 동일한 전압(Vcc), B는 그라운드(GND) 전위, F는 (R11 * Vcc)/(R11 + R13)으로 다른 출력과 비슷한 레벨이 아니라 마이크로컴퓨터의 분해능이 가능한 단계로 세분화되어야 할 것이다.
그리고 마이크로컴퓨터(40)는 상기 제 1 회로(30)에서 출력되는 증폭신호와 제 2 회로(35)에서 출력되는 오프셋 조절신호를 연산해서 최종온도를 결정하게 되는 것이다.
일 예로 상기 증폭기(33)의 오프셋 전압이 100mV라고 가정할 때, 상기 제 2 회로(35)는 100mV의 전압에 가장 가까운 전압값을 출력 가능한 저항군으로 구현된다. 그래서 물체의 온도를 측정할 때, 상기 제 1 회로(30)의 출력에 제 2 회로(35)의 출력을 감산시켜서 물체의 온도를 판단하면, 상기 증폭기(33)의 오프셋을 감안한 매우 정확한 온도 측정이 이루어지는 것이다.
또한, 상기 오프셋 조절 전압을 출력하는 제 2 회로를 구현함에 있어서 더 많은 저항의 조합으로 오프셋 값을 분류시키면 보다 정밀한 온도 측정이 가능하게 된다.
다음 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 온도측정회로를 도시하는 구성도이다.
도 4는 직접적으로 증폭기(50)의 오프셋을 적용한 오프셋 저항(Roff)을 기준전압단(Vth)과 그라운드 전위 사이에 접속한 경우이다. 이와 같이 오프셋 저항(Roff)을 기준전압단(Vth)과 그라운드 전위 사이에 추가했을 때, 상기 오프셋 저항값에 따라서 기준전압이 내려간다.
따라서 상기 증폭기(50)의 오프셋이 존재할 때, 상기 증폭기(50)의 기준전압(Vth)을 조절하므로써 최종 출력을 변화시키게 되는 것이다.
즉, 상기 증폭기(50)의 출력(Vo)은,
Vo = Vs * (1+ R6/R5) + Vth 와 같이 결정된다. 이때 기준전압(Vth)은 증폭기(50)의 오프셋 저항만큼 포함되어서 일정레벨보다 낮게 설정되어 있다. 따라서 증폭기(50)의 출력을 변화시키게 된다. 결국 증폭기(50)의 오프셋을 가감시키는 효과를 가져오게 되므로, 정확한 측정온도를 얻을 수 있게 되는 것이다.
도 6은 오프셋 저항값을 변화시킬 경우의 증폭기(50)의 출력전압(Vo)을 나타낸다. 도 6에 도시되고 있는 바와 같이, 온도기울기는 오프셋 저항값(Roff)의 변화에도 동일한 상태를 유지한다.
도 6 하단부에 있는 식은 도 4의 기준전압(Vth)에 대한 전압관계식이다. 이 식에 근거에서 도 6과 같은 표가 산출되었다.
즉, 오프셋저항을 작은 저항값으로 설정하면 할수록 기준전압은 일정레벨보다 낮아지게 된다. 따라서 증폭기(50)의 오프셋이 양의 방향으로 클 경우, 이와 비례하는 오프셋 저항을 추가하므로서 기준전압을 오프셋 저항값만큼 낮게 설정한다. 따라서 증폭기(50)의 오프셋을 고려한 회로 설계가 구현될 수 있는 것이다. 또한 증폭기의 오프셋을 기준으로 상, 하로 조절하고자 할 때, 미리 임의의 저항을 설정하여 기준전압(Vth)을 조절한 후, 그 저항에 비례하여 적절한 저항을 선택하면 양의 오프셋 조절 및 음의 오프셋 조절에 대한 대응이 가능하게 된다.
다음, 도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 온도측정회로를 도시하는 구성이다.
도 5는 증폭기(60)의 오프셋을 적용한 오프셋 저항(Roff)을 기준전압단(Vth)과 공급전원단(Vcc) 사이에 접속한 경우이다.
즉, 도 5에서와 같이 오프셋 저항(Roff)을 공급전원단(Vcc)과 기준전압단(Vth) 사이에 추가했을 때, 상기 오프셋 저항값에 따라서 기준전압이 상승하게 된다. 즉, 오프셋 조절용 저항(Roff)과 써미스타(64) 및 저항(R1) 사이의 병렬 저항이 작아지므로, 기준전압(Vth)은 상승한다. 그러나 주변온도에 따른 서미스타 보상 곡선의 기울기는 동일하게 유지된다.
따라서 증폭기(60)의 오프셋이 음의 방향으로 클 경우에 도 5에 도시된 바와 같이 공급전원단(Vcc)과 기준전압단(Vth) 사이에 저항을 선택하여 추가하면, 증폭기(60)의 오프셋만큼을 증가한 값이 기준전압(Vth)에 포함되므로, 상기 증폭기(60)의 오프셋을 고려한 회로 설계가 구현된다.
즉, 증폭기의 오프셋이 높을 경우에는 도 4에 도시하고 있는 바와 같이 기준전원단(Vth)과 그라운드 전위 사이에 오프셋저항을 추가해서 기준전압을 일정레벨보다 낮게 설정한다. 이와 반대로 증폭기의 오프셋이 존재할때, 기준전원단(Vth)과 공급전원단(Vcc) 사이에 오프셋 조절용 저항을 추가해서 기준전압을 일정레벨보다 높게 설정하면, 증폭기의 오프셋에 따른 온도 보상이 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 도 4와 도 5에 도시된 오프셋조절용 저항을 동시에 추가하여, 증폭기의 오프셋 조절을 수행하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 써모파일센서를 이용하여 대상물의 온도를 측정할 때, 증폭기의 오프셋 항목에 대한 오차를 보상하고자 한다. 따라서 증폭기의 오프셋만큼을 증폭기의 출력으로부터 제거하여, 써모파일센서의 출력을 왜곡없이 정확하게 검출할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (5)

  1. 적외선 입사량에 따라 전압을 차등 발생하는 써모파일센서와;
    주변온도에 대응한 변화되는 기준전압과 상기 써모파일센서의 출력을 입력하여, 두신호의 차를 증폭하는 증폭수단과;
    상기 증폭수단의 오프셋을 보상하는 오프셋보상수단과;
    상기 증폭수단의 출력으로부터 상기 오프셋보상수단의 출력만큼을 제거하여, 대상물의 온도를 정확하게 검출하는 연산수단을 포함하여 구성되는 써모파일센서를 이용한 온도측정회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오프셋보상수단은, 상기 증폭수단의 오프셋 값에 따라서 설정된 저항의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 써모파일센서를 이용한 온도측정회로.
  3. 적외선 입사량에 따라 전압을 차등 발생하는 써모파일센서와;
    상기 써모파일센서 부근에 설치되고, 주변온도의 영향을 제거하기 위한 보상전압을 발생하는 온도보상소자와;
    상기 온도보상소자를 이용하여 발생된 보상전압을 기준전압으로 해서, 상기 써모파일센서의 출력을 증폭하는 증폭수단과;
    상기 증폭기의 오프셋에 따라서 상기 증폭수단의 기준전압을 조절하는 오프셋보상수단을 포함하여 구성되는 써모파일센서를 이용한 온도측정회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 오프셋보상수단은, 상기 증폭기의 오프셋이 음의 값을 가질 때, 상기 증폭기의 오프셋에 비례하는 저항을, 상기 증폭기의 기준전압단과 공급전원단 사이에 연결하여 구성되는 써모파일센서를 이용한 온도측정회로.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 오프셋보상수단은, 상기 증폭기의 오프셋이 양의 값을 가질 때, 상기 증폭기의 오프셋에 비례하는 저항을, 상기 증폭기의 기준전압단과 그라운드 전위 사이에 연결하여 구성되는 써모파일센서를 이용한 온도측정회로.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101015049B1 (ko) * 2008-08-12 2011-02-16 한국전기연구원 공정 드리프트에 대한 보정 기능을 가지는 온도 센서 회로 및 그 방법
US10101217B2 (en) 2015-06-24 2018-10-16 Lsis Co., Ltd. Method for temperature drift compensation of temperature measurement device using thermocouple

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100290870B1 (ko) * 1999-03-27 2001-05-15 구자홍 저항형 볼로미터 센서
GB0104203D0 (en) 2001-02-21 2001-04-11 Secr Defence Calibrating radiometers
JP4236402B2 (ja) * 2001-10-09 2009-03-11 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2004157024A (ja) * 2002-11-07 2004-06-03 Omron Corp 温度検出装置
US7159788B2 (en) * 2004-03-11 2007-01-09 Nissan Technical Center North America, Inc. Interior temperature sensing method and apparatus
JP4289561B2 (ja) * 2004-12-24 2009-07-01 横浜ゴム株式会社 車両の異常検出方法及びその装置並びにそのセンサユニット
KR100608111B1 (ko) * 2005-02-07 2006-08-02 삼성전자주식회사 센싱온도를 조절할 수 있는 온도센서
US20060262829A1 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Manlove Gregory J Infrared temperature sensing device
US7333313B2 (en) * 2005-06-15 2008-02-19 Osram Sylvania Inc. Multiplexed temperature sensing circuit for HID lamp ballast
JP4508001B2 (ja) * 2005-06-22 2010-07-21 株式会社デンソー 温度補正回路
CN101109662B (zh) * 2006-07-17 2010-09-29 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司 一种热电阻温度测量电路
TW200846639A (en) 2007-03-14 2008-12-01 Entegris Inc System and method for non-intrusive thermal monitor
US8899828B2 (en) * 2012-03-22 2014-12-02 Texas Instruments Incorporated Heat sensor correction
CN103872993B (zh) * 2012-12-17 2017-06-27 联想(北京)有限公司 一种功率放大电路、电子设备及调整输出阻抗的方法
US9559162B2 (en) 2013-06-19 2017-01-31 Globalfoundries Inc. Thermoresistance sensor structure for integrated circuits and method of making
US9470580B2 (en) * 2013-09-26 2016-10-18 Rosemount Inc. Infrared sensor
JP2015190833A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 セイコーエプソン株式会社 回路装置、温度検出装置、電子機器及び温度検出方法
CN106461467B (zh) * 2014-05-30 2020-03-24 松下电器产业株式会社 温度传感器和使用该温度传感器的装置以及温度测定方法
JP6511336B2 (ja) * 2015-06-02 2019-05-15 エイブリック株式会社 温度補償回路およびセンサ装置
CN105004428A (zh) * 2015-07-10 2015-10-28 四川奇胜科技有限公司 智能化温度测量装置
KR20170024309A (ko) * 2015-08-25 2017-03-07 엘지전자 주식회사 전자 디바이스
CN105446234B (zh) * 2015-12-31 2019-02-12 杭州士兰微电子股份有限公司 信号处理电路和方法
CN105487452B (zh) * 2015-12-31 2019-02-12 杭州士兰微电子股份有限公司 信号处理电路和方法
CN106248240B (zh) * 2016-08-15 2018-12-11 成都众山科技有限公司 一种具有温度补偿的温度变送器
TWI705235B (zh) 2019-07-19 2020-09-21 財團法人工業技術研究院 感測裝置
CN111486959A (zh) * 2020-03-27 2020-08-04 安徽西玛科光电科技有限公司 一种高精度红外测温仪
CN113375824B (zh) * 2021-05-21 2023-06-16 成都凯天电子股份有限公司 一种具有补偿单元的大气总温传感器及其计算、选取方法
CN113607969A (zh) * 2021-06-16 2021-11-05 金华卓远实业有限公司 一种测温测速电路、具有该电路的装置及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4867574A (en) * 1988-05-19 1989-09-19 Jenkofsky John J Ultra high speed infrared temperature measuring device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4456390A (en) * 1981-10-26 1984-06-26 Wahl Instruments, Inc. Noncontact temperature measuring device
CA1253592A (en) * 1985-02-15 1989-05-02 Tatsuya Tsuda Heating apparatus with humidity sensor
US5304950A (en) 1992-07-30 1994-04-19 Hughes Aircraft Company Low power, low noise preamplifier with offset voltage cancellation
DE4331574C2 (de) * 1993-09-16 1997-07-10 Heimann Optoelectronics Gmbh Infrarot-Sensormodul
JPH09257587A (ja) * 1996-03-26 1997-10-03 Terumo Corp 非接触型温度計
GB2323929B (en) * 1996-06-11 1999-06-09 Lg Electronics Inc Apparatus and method for measuring food temperature in microwave oven
GB2314166B (en) * 1996-06-11 1999-06-09 Lg Electronics Inc Apparatus and method for measuring food temperature in microwave oven

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4867574A (en) * 1988-05-19 1989-09-19 Jenkofsky John J Ultra high speed infrared temperature measuring device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101015049B1 (ko) * 2008-08-12 2011-02-16 한국전기연구원 공정 드리프트에 대한 보정 기능을 가지는 온도 센서 회로 및 그 방법
US10101217B2 (en) 2015-06-24 2018-10-16 Lsis Co., Ltd. Method for temperature drift compensation of temperature measurement device using thermocouple

Also Published As

Publication number Publication date
GB2343245A (en) 2000-05-03
CN1253285A (zh) 2000-05-17
US6320450B1 (en) 2001-11-20
KR20000028396A (ko) 2000-05-25
CN1158520C (zh) 2004-07-21
GB9925846D0 (en) 1999-12-29
JP2000136966A (ja) 2000-05-16
GB2343245B (en) 2001-05-02

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