JP2973048B2 - 温度センサのリニアライズ処理方法 - Google Patents
温度センサのリニアライズ処理方法Info
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Description
ニアライズ処理方法に関する。
温度に応じた制御を行わせるような温度制御回路には、
温度に応じて抵抗値の変化するサーミスタや白金線など
の温度センサが用いられている。
について周囲温度に対する抵抗値の変化を示した特性曲
線であり、通常は、サーミスタの抵抗値から温度を求め
る必要があるため、従来では、図8に示したブリッジ回
路などを用いることによって、図9に示した温度に比例
した出力電圧が得られるようにリニアライズを行い、得
られた電圧によってメーター指示を行わせたり、あるい
は、得られた電圧をデジタルデータに変換して温度表示
や制御などを行っていた。ところが、図8に示したブリ
ッジ回路には多数の抵抗Rが使用されているため、抵抗
値Rのばらつきなどによって生じる回路のリニアライズ
誤差を抑えることが難しかった。
囲温度に対する抵抗値の変化を示した特性曲線であり、
ほぼ直線上の正の温度係数を有しているが、この場合も
通常は白金温度センサの抵抗値から温度を求める必要が
あるため、従来では、図11のような演算増幅器AMP
を用いたブリッジ増幅回路によって、図12に示したよ
うに温度に比例した出力電圧が得られるようにリニアラ
イズを行っていたが、このブリッジ増幅回路構成におい
ても上記図8に示した回路と同様に多数の抵抗Rを使用
していることから、抵抗値のばらつきなどによって生じ
る回路誤差を抑えることが難かしく、回路設計を困難な
ものにしていた。
鑑みて提案されるもので、簡単な方法によって温度測定
誤差を抑え、演算処理の負担を軽減できるようにした温
度センサのリニアライズ処理方法を提供することを目的
としている。
に提案される請求項1に記載の本発明は、温度センサの
温度に対する抵抗特性を所定区分毎に双曲線で近似し、
その区分に応じた抵抗値範囲と双曲線近似式とを対応さ
せて格納したリニアライズテーブルを予め用意してお
き、上記温度センサの抵抗値のサンプリング時には、上
記リニアライズテーブルを参照して抵抗値に対応した双
曲線近似式を読み出し、読み出された双曲線近似式にサ
ンプリングした抵抗値を代入して温度値を算出するよう
にされている。請求項2に記載の本発明は、上記温度セ
ンサとして負の温度係数を有するサーミスタが使用され
ている。また、請求項3に記載の本発明は、上記温度セ
ンサとして正の温度特性を有する白金線が使用されてい
る。
の温度に対する抵抗特性を所定区分毎に双曲線で近似
し、その区分に応じた抵抗値範囲と双曲線近似式とを対
応させて格納したリニアライズテーブルを予め用意して
おく。そして、温度センサの抵抗値をサンプリングした
ときには、リニアライズテーブルを参照して、サンプリ
ングした抵抗値に対応した双曲線近似式を読み出し、読
み出された双曲線近似式にサンプリングした抵抗値を代
入して温度値を算出する。このため、温度センサの温度
に対する抵抗特性を双曲線で正確に近似させたリニアラ
イズテーブルを用意しておけば、誤差を低減させ、演算
処理を簡略化させたリニアライズ処理を行うことができ
る。
度特性を有するサーミスタが使用されるので、温度に対
する出力電圧特性を反比例関係にしたいときや、サーミ
スタの性質上、低温度の測定などに適している。
正の温度特性を有する白金線が使用されるので、温度に
対する出力電圧特性を正比例関係にしたいときや、白金
線の性質上、高温度の測定などに適している。
明する。図1の(a)は、温度センサとしてサーミスタ
を使用した場合の本発明のリニアライズ処理方法をフロ
ーチャートをもって示したもので、図1の(b)の数式
を併せて参照しながら本発明の処理方法を説明する。
尚、本発明の基本となるリニアライズテーブルの作成方
法については後述する。 サーミスタTHの抵抗値R1をサンプリングする。こ
のサンプリング方法としては、図1の(b)に示したよ
うに、サーミスタTHと抵抗rとを直列接続したものに
電源電圧V1を印加し、そのときのサーミスタTHの端
子電圧V2をサンプリングして、V2/V1=R1/
(r+R1)の比例関係より、次式の如くR1を求め
る。 R1=(V2/(V1−V2))×r・・・・(1) リニアライズテーブルを参照して、(1)式で算出さ
れたサーミスタTHの抵抗値R1に対応した次式で表さ
れる双曲線の式を読み出す。 T=(a1/(R−b1))+c1・・・・・(2) 読み出された双曲線の式(2)にサーミスタTHの抵
抗値R1を代入して温度Tsを算出する。 Ts=(a1/(R1−b1))+c1・・・(3) (以上、図1の(a)ステップ100〜102参照)。
るようなリニアライズテーブルを予め用意しておくだけ
で、式(3)に示したように、加算1回、減算1回、除
算1回の簡単な式によって温度値Tsを算出することが
できるので、サーミスタの温度に対する抵抗値特性を2
次曲線などに近似させるような複雑な処理に比べて演算
処理の負担が軽減され、しかも、従来のブリッジ回路構
成のように多数の抵抗を使用していないので、抵抗のば
らつきによって生じる誤差を低減させることができる。
を、図2に示したサーミスタの温度に対する抵抗値特性
を参照しながら説明する。 温度範囲0〜10゜Cの抵抗特性を近似するために、
0゜C、5゜Cおよび10゜Cにおける抵抗値を求め
る。この結果、0゜C→65KΩ、5゜C→52KΩ、
10゜C→42KΩを得る。 求めた値を双曲線の基本式T=(a/(R−b))+
cに代入する。 すなわち、0[゜C]=(a/(65[KΩ]−b))+c・・・・(4) 5[゜C]=(a/(52[KΩ]−b))+c・・・・(5) 10[゜C]=(a/(42[KΩ]−b))+c・・・・(6) 上記式(4)〜(6)を連立させてa,b,cを求め
ることによって、近似された双曲線の式を得る。実際に
式(4)〜(6)からa,b,cを求めると、a=33
22221、b=−34666、c=−33.3とな
り、温度範囲0から10゜Cの双曲線近似式L1は次式
となる。 Ts=(3322221/(R1+34666))+33.3・・・(7) 求めた双曲線近似式(7)を、0〜10゜Cの温度区
分に応じた抵抗値範囲、すなわち、65[KΩ]〜42
[KΩ]のデータとともにリニアライズテーブルに格納
する。 上述した〜の処理を、10〜20゜C、20〜3
0゜C、30〜40゜Cおよび40〜50゜Cの各温度
範囲について繰り返し行うことによって、双曲線近似式
L2〜L5を順次求め、温度区分に応じた抵抗値範囲の
データと求めた双曲線近似式とを対応させてリニアライ
ズテーブルに格納する。
れた温度算出値と実際の温度値との誤差をプロットした
グラフを示したもので、双曲線で近似された各温度範囲
毎に、+0.03[゜C]〜−0.03[゜C]の誤差
内に納めることができ、高精度の温度測定を行うことが
可能となっている。
た場合の本発明のリニアライズ処理方法をフローチャー
トをもって示したもの、また、図4の(b)は、このフ
ローチャートに対応させて実行される数式を示したもの
であり、上記図1の(a),(b)の場合と異なる点
は、抵抗値のサンプリングを行う部分のみであるので、
他の同一処理については説明を省略する。白金温度セン
サPTの抵抗値R1は、白金温度センサPTに定電流回
路Cから一定電流Iを通電し、その端子電圧V1を測定
して、R1=V1/Iより抵抗値R1を算出するように
されている。
抗特性を双曲線で近似させる場合の説明図であり、双曲
線近似式を求める手順は上記図2の場合と同一であるの
で説明を省略する。
温度センサによる温度算出値と実際の温度値との誤差を
測定してプロットしたグラフを示したもので、双曲線で
近似された各温度範囲毎に、+0.02[゜C]〜−
0.02[゜C]の誤差内に納めることができ、高精度
の温度測定を行うことが可能となっている。
区分して双曲線近似式を求めた場合を例にあげて述べて
いるが、温度範囲を更に細かく区分して一層正確な双曲
線近似を行わせることも可能である。
項1,2,3に記載の本発明によれば、予め、温度セン
サの特性を双曲線に近似させたリニアライズテーブルを
用意しておくだけで、簡単な演算処理によって温度セン
サの抵抗値から温度を正確に算出することが可能とな
る。このため、温度センサの特性を2次曲線などに近似
させた場合に比べて演算処理の負担を軽減できるととも
に、抵抗などの誤差によって生じる測定誤差を軽減した
高精度の測定を行うことができる。
タを用いた場合の本発明の処理方法の説明図である。
ニアライズテーブルの作成方法の説明図である。
定を行った場合の測定誤差の説明図である。
合の本発明の処理方法の説明図である。
ーブルの作成方法の説明図である。
定を行った場合の測定誤差の説明図である。
グラフである。
回路である。
る出力信号の説明図である。
示したグラフである。
ライズ回路である。
られる出力信号の説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】温度センサの温度に対する抵抗特性を所定
区分毎に双曲線で近似し、その区分に応じた抵抗値範囲
と双曲線近似式とを対応させて格納したリニアライズテ
ーブルを予め用意しておき、 上記温度センサの抵抗値のサンプリング時には、上記リ
ニアライズテーブルを参照して抵抗値に対応した双曲線
近似式を読み出し、 読み出された双曲線近似式にサンプリングした抵抗値を
代入して温度値を算出するようにした温度センサのリニ
アライズ処理方法。 - 【請求項2】上記温度センサが、負の温度係数を有する
サーミスタで成ることを特徴とする請求項1に記載の温
度センサのリニアライズ処理方法。 - 【請求項3】上記温度センサが、正の温度係数を有する
白金線で成ることを特徴とする請求項1に記載の温度セ
ンサのリニアライズ処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3244893A JP2973048B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 温度センサのリニアライズ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3244893A JP2973048B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 温度センサのリニアライズ処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0560621A JPH0560621A (ja) | 1993-03-12 |
JP2973048B2 true JP2973048B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=17125548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3244893A Expired - Lifetime JP2973048B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 温度センサのリニアライズ処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2973048B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008265486A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | シートヒータ |
JP2015227756A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 削減量算出システム、削減量算出装置、サーミスタの校正装置及び校正方法 |
TR201614439A1 (en) | 2016-10-13 | 2018-04-24 | Univ Yeditepe | SMART OPTIMAL ANALOG CIRCUIT FOR SENSOR LINEARIZATION IN A WIDE RANGE |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP3244893A patent/JP2973048B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0560621A (ja) | 1993-03-12 |
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