KR19990086938A - 서미스터를 이용한 전압을 온도로 변환하는 장치 - Google Patents
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Abstract
서미스터를 이용하여 전압을 온도로 변환하는데 적합한 장치가 개시되어 있다. 본 발명의 장치는 종래의 일대일 전압-온도표를 사용하는 대신에 변환을 수행하기 위하여 전압-온도상호참조표 및 온도-증분표를 사용하며, 따라서 RAM 및 ROM의 요구되는 용량을 줄일 수 있고 제조비용도 줄일 수가 있다. 이 장치는 다음과 같은 요소들을 포함한다. 서미스터 및 분할저항이 직렬로 연결되며, 상기 서미스터의 일측단자는 접지되고, 상기 분할저항의 일측단자는 전압원에 연결되며, 서미스터는 온도가 측정되어지는 곳에 배치되고, 서미스터의 전압은 온도변화에 따라 변화한다. 아날로그-디지탈변환기는 서미스터의 전압을 인가받고 이 전압을 디지탈출력으로 변환한다. 제 1멀티플렉서는 이 디지탈출력의 높은비트부분을 복호화하여 전압-온도상호참조표로부터 대응하는 온도를 대략적온도로 선택한다. 제 2멀티플렉서는 디지탈출력의 높은비트부분을 복호화하여 온도-증분표로부터 대응하는 온도증분을 온도단계로 선택한다. 배율기는 미세온도를 얻기 위하여 온도단계에 의해 디지탈출력의 낮은비트부분을 배율한다. 가산기는 실질온도를 출력하기 위하여 미세온도를 대략적온도에 가산한다.
Description
본 발명은 전압-온도변환장치에 관한 것으로서, 특히 서미스터(Thermistor)를 이용하여 전압을 온도로 변환하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 서미스터들은 마더보드(motherboard), CPU, 충전전지등의 온도와 같은 전자장치의 주변온도를 측정하는데 응용되어지고 있다. 일반적으로, 서미스터들의 온도사양은 약 －40℃에서 ＋120℃ 사이의 범위 이내에 있고, 온도가 증가함에 따라 서미스터의 저항은 감소한다. 냉장고등의 온도제어와 같은 일반적인 전자장치들의 응용에 있어서, 온도를 측정하고 제어하기 위하여 서미스터가 이용된다. 서미스터는 전자장치안에 온도가 측정되어져야 할 곳에 배치된다. 온도가 변화함에 따라서, 서미스터 양단의 전압은 대응하는 값으로 변화한다. 전압을 측정 후, 실질온도가 서미스터의 전압(저항)-온도 특성곡선을 참조하므로서 얻어질 수 있다.
서미스터의 전압-온도특성곡선은 도 2에 도시된 바와같이, 하나의 대수곡선이다. 그 곡선을 도출하기 위해, 많은 전압값 및 온도값의 샘플링쌍들이 요구된다. 이 서미스터의 전압-온도특성곡선은 서미스터로부터 측정된 전압이 대응하는 온도로 쉽게 전환될 수 있도록 전압-온도상호참조표로 전환된다. 그러나, 종래의 전압-온도 상호참조표는 전압-온도곡선으로부터 샘플된 각각의 전압값 및 대응온도값들을 RAM 및 ROM등과 같은 기록매체에 저장함에 의해 일대일 방식으로 수행된다. 결론적으로, 메모리 용량이 크게되고 제조단가가 증가된다.
따라서, 본 발명의 목적은 서미스터를 이용하여 전압을 온도로 변환하는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명은 전압-온도 변환을 수행하기 위한 종래의 전압-온도특성곡선을 사용하지 아니한다. 따라서, RAM 또는 ROM 의 요구되는 용량과 단가를 절감할 수 가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전압-온도변환장치의 회로도이고,
도 2는 서미스터의 전압(저항)-온도특성곡선도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
R1: 분할저항 Rt: 서미스터
11 : 아날로그-디지탈변환기 12 : 제 1저장매체
13 : 제 2저장매체 14 : 제 1멀티플렉서
15 : 제 2멀티플렉서 16 : 배율기
17 : 비트선택기 18 : 가산기
본 발명은 다음 부재들을 포함하는 전압-온도 변화장치를 제공함으로써 상기의 목적들을 달성한다.
서미스터 및 분할저항이 직렬로 연결된다. 여기서, 서미스터의 어느 하나의 단자는 접지되고, 분할저항의 일단자는 전원에 연결되며, 서미스터는 온도가 측정되어질 곳에 배치되고, 서미스터의 전압은 온도의 변화에 관련하여 변화한다.
아날로그/디지탈변환기는 서미스터의 전압을 인가받고 이 전압을 디지탈 출력으로 전환한다.
제 1멀티플렉서는 이 디지탈출력의 높은 비트(bit) 부분을 복호화하고, 그것에 의해 전압-온도상호참조표로부터 대응하는 온도를 대략적온도로서 선택한다.
제 2멀티플렉서는 디지탈출력의 높은 비트 부분을 부호화하고, 그것에 의해 온도-증가표로부터 대응온도증가분을 온도단계로서 선택한다. 배율기(multiplier)는 미세 온도를 획득하기 위하여 온도단계에 의한 디지트출력의 낮은비트부분을 배율한다. 가산기(adder)는 실질온도를 출력하기 위하여 대략온도에 미세온도를 가산한다.
전압-온도상호참조표는 세트되어져서 제 1저장매체에 저장되며, 온도-증분표가 세트되어져서 제 2저장매체에 저장된다.
본 발명에 있어서, 전압-온도 상호참조표 및 온도-증분표는 보간수단에 의해 전압-온도특성곡선을 형성하기 위하여 사용되며, 따라서 서미스터 양단의 전압강하는 형성된 전압-온도특성곡선을 참조하여 적절한 온도로 전환될 수 있다. 더우기, 전압-온도상호참조표 및 온도-증분표를 저장하기 위하여 요구되는 메모리는 종래의 전압-온도상호참조표를 저장하기 위하여 요구되어지는 것 보다 더 작다.
이하에 기술되는 상세한 설명은 본 발명의 실시예들을 설명하는 것으로서 본 발명을 설명된 실시예에 한정하는 것은 아니며, 첨부한 도면을 참조하여 이해가 될 것이다.
본 발명에 따른 전압/온도 변환장치가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 있어서, 분할저장(R1) 및 서미스터(Rt)가 직렬로 연결되고, 기준전압원(Vref) 및 접지 사이에 배치되어진다. 일반적으로, 이 서미스터는 온도가 측정되어져야 할 곳에 배치된다. 온도가 변화함으로서, 서미스터(Rt)의 전압(Vt)이 대응적으로 변경된다. 이 전압(Vt)은 아날로그-디지탈 변환기(11)에 출력된다. 이 실시예에 있어서는, 8-비트 아날로그-디지탈변환기가 채용되며, 여기서 이 변환기(11)의 8-비트 디지탈 출력값은 AD<7:0>으로 표기되고, AD<7:4>는 디지탈출력 AD<7:0>의 높은비트부분을 의미하며, 한편 AD<3:0>은 디지탈출력 AD<7:0>의 낮은비트부분을 의미한다.
본 발명에 따라서 전압-온도상호참조표 및 온도-증분표를 설정하기 위한 방법이 도 2를 참조하여 설명된다. 서미스터(Rt)의 전압-온도특성곡선에 있어서, 다수의 노드전압들(V0, V1,∼V15)이 여러 세그먼트들에 동등한 전압을 분할하기 위하여 선택되며, 노드전압들(V0, V1,∼V15)은 동등한 온도에서 각각 대응하는 온도 값들(T0, T1,∼T15)을 갖는다. 디지탈출력 AD<7:0>의 높은비트부분 AD<7:4>의 값들(0h, 1h, 2h∼ Fh)은 각각 노드전압들(V15, V14, V13∼ V0)에 대응한다. 그러므로, 온도들(T0, T1,∼T15)은 높은비트부분 AD<7:4>로부터 변환된 대략적 온도들로서 제공된다. 이 8-비트온도값들(T0, T1,∼T15)은 제 1저장매체(12)에 저장되고, 그것에 의해 전압-온도상호참조표를 형성한다.
도 2를 참조하면, T0- T1의 온도세그먼트는 16개의 등가부분들로 더 분할되며, 각 부분의 값(d0)은 T0- T1의 온도세그먼트의 온도증분으로 제공된다. 마찬가지로, T1- T2,T2- T3,∼ T14- T15의 다른 온도세그먼트들의 각각도 16개의 등가부분들로 각각 분할되며, 이러한 다른 온도세그먼트들의 온도증분(d1, d2,∼d15)이 얻어진다. 이러한 8-비트 온도증분들(d0, d1, d2,∼d15)은 제 2저장매체(13)에 저장되고, 그것에 의해 온도-증분표를 형성한다. 이 온도증분들(d15, d14, d13,∼d0)은 디지탈출력의 높은비트부분 AD<7:4>의 값들(0h, 1h, 2h∼ Fh)에 대응한다.
도 1에 도시한 바와같이, 높은비트부분 AD<7:4>은 제 1멀티플렉서(14)에 의해 복호되고, 높은비트부분 AD<7:4>에 대응하는 대략적온도는 전압-온도 상호참조표로부터 선택되어진다. 한편, 높은비트부분 AD<7:4>는 제 2멀티플렉서(15)에 의해 복호되고, 높은비트부분 AD<7:4>에 대응하는 온도증분이 온도-증분표로부터 선택되어지며 온도단계로서 제공된다. 제 1멀티플렉서(14) 및 제 2멀티플렉서(15)의 출력들은 각각 MRGH<7:0> (8-비트) 및 MINC<4:0> (5-비트)이다. 예를들면, 서미스터(Rt)의 전압이 V0및 V1사이에 있을 때, 아날로그-디지탈출력의 높은비트부분 AD<7:4>은 15h이다. 그러므로, 복호결과(대략적온도)인 MRGH<7:0>은 T0이고, 대응하는 온도증분(온도단계)인 MINC<4:0>은 d0이다.
다음, 배율기(16)는 온도단계 MINC<4:0>에 의해 아날로그-디지탈출력의 낮은비트부분 AD<3:0>을 배율하여, 미세온도 MTVAL<8:0> (9-비트)를 얻는다. 예를들면, 만약 AD<3:0>이 2h이면, 미세온도는 MTVAL<8:0> 2d0이다. 정밀성의 요구에 부합하기 위하여, 단지 미세온도 MTVAL<8:0>의 높은비트부분만이 고려되어질 필요가 있다. 따라서, 정밀성의 명세서에 따라서 미세온도 MTVAL<8:0>의 높은비트부분을 선택하기 위하여 비트선택기(17)가 사용된다. 이 경우에 있어서, 미세온도 MTVAL<8:0>의 상위 5비트들이 선택되고, 그러므로 비트선택기(17)는 MTVAL<8:4>를 출력한다.
마지막으로, 가산기(18)는 대략적온도 MRGH<7:0>에 끝이 절단된 미세온도 MTVAL<8:4>를 가산하고 실질온도 TRREVAL<7:0>를 발생한다. 이 경우에있어서 실질온도 TRUEVAL<7:0>는 T0＋ 2d0와 동일하다.
상기에서 개시한 바와같이, 본 발명에따른 장치는 서미스터의 구분적 전압-온도특성곡선을 재 구성하기 위하여 전압-온도 상호참조표 및 온도-증분표를 사용하며, 그것에 의해 전압을 온도로 변환하는 것을 수행한다. 이 실시예에 있어서, 16개의 대략적온도값들과 16개의 온도증분값들이 전압-온도 상호참조표 및 온도-증분표를 형성하기 위하여 각각 저장되고, 단지 32개의 저장값으로 256레벨의 정밀변환이 달성될 수 있다. 그러나, 종래의 전압-온도 상호참조표는 동일한 정밀변환(256레벨)을 달성하기 위하여 256개의 온도값들을 저장할 필요가 있는 것이다. 그러므로, 종래의 변환장치는 이 값들을 저장할 수 있는 메모리가 요구되어짐으로써, 본 발명에 따른 장치에서 요구되어지는 메모리의 8배가 된다. 결론적으로 본 발명은 서미스터의 전압-온도특성곡선에 대한 데이터를 저장하기 위하여 요구되는 메모리의 용량을 감소할 수 있으며, 수행이 용이하고, 따라서 제조비용을 절감할 수 가 있다.
비록 본 발명이 바람직한 실시예에 의해 상술되었지만, 본 발명이 상술한 실시예에 한정되는 것이 아님은 이해할 수 있을 것이다. 한편, 이 명세서에 개시된 내용은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의한 다양한 변경등을 제한 할 수 있을 것이다. 따라서, 특허청구의 범위는 모든 그러한 변경등을 제한 할 수 있도록 넓게 해석되어져야만 한다.
Claims (10)
- 전압을 온도로 변환하기 위한 장치에 있어서,서미스터의 일측단부가 접지되고, 분할저항의 일측단부가 전압원에 연결되며, 서로 직력 연결된 서미스터 및 분할저항;상기 서미스터의 전압을 디지탈출력으로 변환하는 아날로그-디지탈변환기;전압-온도상호참조표를 저장하기위한 제 1저장매체;온도-증분표를 저장하기 위한 제 2저장매체;상기 디지탈출력의 높은비트부분을 복호화하고, 상기 전압-온도상호참조표로부터 대응온도를 대략적온도로 선택하는 제 1멀티플렉서;상기 디지탈출력의 높은비트부분을 복호화하고, 상기 온도-증분표로부터 대응온도증분값을 온도단계로 선택하는 제 2멀티플렉서;미세온도를 얻기 위하여 상기온도단계에 의해 상기 디지탈출력의 낮은비트부분을 배율하기 위한 배율기; 및실질온도를 출력하기 위하여 상기 미세온도를 상기 대략적 온도에 가산하는 가산기를 포함하는 전압-온도변환장치
- 제 1항에 있어서, 상기 서미스터의 전압-온도곡선을 등가전압으로 다수의 전압세그먼트들로 분할하기 위하여 다수의 노드전압들이 선택되며, 상기 노드전압들은 각각 대응하는 노드온도값들을 갖이고, 상기 노드온도값들은 상기 전압-온도상호참조표로서 제공되도록 상기 제 1저장매체에 저장되는 것을 특징으로 하는 전압-온도변환장치
- 제 2항에 있어서, 상기 노드온도값들과 상기 높은비트부분의 값들은 일대일로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전압-온도 변환장치
- 제 2항에 있어서, 서로 인접하는 모든 두 개의 노드온도값들 사이의 차이는 상기 두 개의 노드온도값들에 대하여 모든 온도-증분값을 얻기 위하여 특정의 수에 의하여 분할되며, 상기 온도-증분값들은 상기 온도-증분표로 제공되도록 상기 제 2저장매체에 저장되는 것을 특징으로 하는 전압-온도 변환장치
- 제 1항에 있어서, 상기 온도-증분표에 저장된 온도증분값들과 상기 높은비트부분의 값들은 일대일로 만들어지는 것을 특징으로하는 전압-온도 변환장치
- 제 1항에 있어서, 상기 배율기의 출력을 인가받고, 요구되는 정밀도에 따라 상기 미세온도의 높은비트부분을 상기 가산기에 출력하는 비트선택기를 더 포함하는 전압-온도 변환장치
- 전압을 온도로 변환하는 장치에 있어서, 서미스터의 일측단자가 접지되고, 분할저항의 일측단자가 전압원에 연결되며, 서로 직렬연결된 서미스터 및 분할저항;상기 서미스터의 전압을 디지탈출력으로 변환하는 아날로그-디지탈변환기;전압-온도상호참조표를 저장하는 제 1저장매체;온도-증분표를 저장하는 제 2저장매체;상기 디지탈출력의 높은비트부분을 복호화하여 상기 전압-온도상호참조표로부터 대응온도를 대략적온도로 선택하는 제 1멀티플렉서;상기 디지탈출력의 높은비트부분을 복호화하여 상기 온도-증분표로부터 대응온도증분을 온도단계로 선택하는 제 2멀티플렉서;미세온도를 얻기 위하여 상기 온도단계에 의해 상기 디지탈출력의 낮은비트부분을 배율하는 배율기; 및실질온도를 출력하기 위하여 상기 미세온도를 상기 대략적온도에 가산하는 가산기를 포함하며;상기 서미스터의 전압-온도곡선을 등가전압으로 다수의 전압세그먼트들로 분할하기 위하여 다수의 노드전압들이 선택되며, 상기 노드전압들은 각각 대응하는 노드온도값들을 갖이고, 상기 노드온도값들은 상기 전압-온도 상호참조표로서 제공되도록 상기 제 1저장매체에 저장되는 것을 특징으로하는 전압-온도변환장치
- 제 7항에 있어서, 상기 노드온도값들 및 상기 높은비트부분의 값들은 일대일로 만들어지는 것을 특징으로하는 전압-온도변환장치
- 제 7항에 있어서, 서로 인접하는 모든 두 개의 노드온도값들 사이의 차이는 상기 두 개의 노드온도값들에 대하여 모든 온도-증분값을 얻기 위하여 특정수에 의하여 분할되며, 상기 온도-증분값들은 상기 온도-증분표로 제공되도록 상기 제 2저장매체에 저장되는 것을 특징으로 하는 전압-온도 변환장치
- 제 7항에 있어서, 상기 온도-증분표에 저장된 온도증분값들 및 상기 높은비트부분의 값들은 일대일로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전압-온도변환장치
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