JPH11118617A

JPH11118617A - 温度調節器

Info

Publication number: JPH11118617A
Application number: JP28652497A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sasada; 武笹田; Yasuo Kawamoto; 康雄河本; Shintaro Masuda; 慎太郎増田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の温度センサ入力を持つ温度調節器にお
いて、調節時間が大、手動調節による誤差が発生、電子
回路部品点数が多い。マイクロコンピュータの換算の精
度は調節の精度に左右され、特性の異なる温度センサ使
用では、入力部の再調節、電子回路が複雑になる。【解決手段】温度センサ１の特性を理論値としてマイ
クロコンピュータ３に記憶し、温度センサ入力部２に基
準となる温度センサ１を接続した場合のデジタル量を測
定して、デジタル量における温度センサ理論値と測定値
の差から補正式を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の温度センサの
情報を温度調節器のマイクロコンピュータにより温度換
算を行う方式に関するものであり、同時に温度センサ入
力部における電子回路上の誤差を温度調節器のマイクロ
コンピュータにより測定し、自動補正する方式に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】１つあるいは複数の温度センサ入力を持
つ温度調節器においては、温度センサ入力部における電
子回路上の誤差を専用の調節回路を設けることにより手
動にて行っていた。調節後の温度センサ入力部からのデ
ジタル量をマイクロコンピュータにて演算を行い温度情
報に換算していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】１つあるいは複数の温
度センサ入力を持つ温度調節器において、温度センサ入
力部における電子回路上の誤差を専用の調節回路にて行
う場合は、手動調節のため多くの調節時間が必要とな
り、手動調節による誤差も発生してしまう。また、複数
の温度センサ入力の場合は、各々に専用の調節回路を必
要とするため部品点数が多くなってしまう。

【０００４】調節後の温度センサ入力部からのデジタル
量をマイクロコンピュータにて演算を行い温度情報に換
算する場合は、換算の精度は調節の精度に左右されるた
め、補正無しの１つの換算式では対応が出来ない場合が
ある。

【０００５】特性の異なる数種類の温度センサ入力に対
応するためには、温度センサ入力部の再調節が必要な場
合や、電子回路が複雑になる場合がある。

【０００６】本発明の目的は、温度センサ入力部におけ
る電子回路上の誤差をマイクロコンピュータによりデジ
タル量にて自動補正し、温度センサの理論特性から求め
た換算式を使用することで、高精度な温度換算を行うこ
とができ、特性の異なった数種類の温度センサにも対応
ができる温度調節器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、温度情報を抵抗値に変換する温度センサを用い
て、温度を測定する機能を有するように構成した。

【０００８】すなわち、対象となる温度センサの特性を
理論値としてマイクロコンピュータに記憶し、温度セン
サ入力部に基準となる２つ以上の入力を接続した場合の
デジタル量を測定する。マイクロコンピュータを使用し
て、デジタル量における温度センサ理論値と測定値を比
較することにより、温度センサ入力部における電子回路
上の誤差を求めることができる。求めた誤差からマイク
ロコンピュータにて補正式を算出することにより測定値
を温度センサの理論値に近い特性に補正することができ
る。複数の温度センサ入力部について同様の処理を行う
ことにより、全ての温度センサ入力について補正が行え
る。

【０００９】補正後のデジタル量は全ての温度センサ入
力に対して理論値に近い特性となるため、複数の温度セ
ンサ入力部を持つ温度調節器においても温度センサの理
論特性から求めた換算式を１つ用いるだけで温度換算が
可能となる。また、１つの換算式を共通に使用すること
から、換算式を容易に細分化することが可能となりマイ
クロコンピュータにて高精度の温度換算が行える。

【００１０】温度センサ入力についてデジタル量を用い
て補正および温度情報への換算を行うため、数種類の温
度センサについての特性、補正式、換算式をマイクロコ
ンピュータに記憶することにより特性の異なる温度セン
サ入力に対応ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１乃
至図６により説明する。

【００１２】図１は、本発明の一実施例である複数の温
度センサ入力を持つ温度調節器の温度換算システムの概
略図である。温度センサ１は温度情報を抵抗値として出
力する（例えば、白金測温抵抗体等の温度センサ）。温
度センサ入力部２は温度センサ１からの抵抗値を電圧に
変換し、増幅した後にデジタル量に変換する。デジタル
量に変換された温度情報はインターフェイス５を介して
マイクロコンピュータ３に伝達され、マイクロコンピュ
ータ３はデータ記憶が可能なメモリ４にある温度センサ
の特性とデジタル量に変換された測定値から複数の温度
センサに対応する補正式を算出し温度換算を行う。

【００１３】図２は、温度センサ入力部２の概略構成図
である。温度センサ１からの抵抗値は抵抗−電圧変換回
路６によって電圧に変換され、温度センサ切換回路７を
介して電圧増幅回路８に伝達される。電圧増幅回路８に
よって増幅された電圧はアナログ−デジタル変換回路９
によってデジタル量に変換される。ここで、抵抗−電圧
変換回路６、温度センサ切換回路７、電圧増幅回路８、
アナログ−デジタル変換回路９において電子回路上の誤
差が生じる。

【００１４】図３に温度センサ１とデジタル量の関係お
よび温度センサ入力部２の電子回路誤差による影響を示
す。温度センサ１は、その抵抗値が温度の２次関数とし
て近似できるため、電子回路の誤差が無い場合の理論デ
ジタル量を曲線１０とすると、電子回路誤差による影響
は曲線１１および曲線１２となる。また、曲線１１およ
び曲線１２も２次関数として近似できる。ここで、温度
情報の基準となる点を２つ設定し、基準点１および基準
点２とする。基準点１における理論特性からの値を基準
値１とすると、電子回路上の誤差による曲線１１との差
は差１＝測定値１−基準値１となる。基準点２における
理論特性からの値を基準値２とすると、同様に基準点２
における差は、差２＝測定値２−基準値２となる。

【００１５】曲線１１における「測定値」と「理論値と
の差（測定値−基準値）」の関係を図４に示す。「測定
値」と「理論値との差」の関係は曲線１３となり、曲線
１３は２次関数の差を表わすため１次関数として表わす
ことができる。ここで、「理論値との差」を「補正量」
とすれば、１次式［補正量＝ｂ×測定値＋ａ］（ｂ，ａ
は定数）によって「補正量」を算出することができる。
そして、この「補正量」を「測定値」に加算することに
より、電子回路上の誤差を補正した温度センサの理論特
性に近いデジタル量を得ることができる。

【００１６】図５に複数の温度センサ入力に対応した補
正式算出のフローチャートを示す。温度センサの理論特
性より基準点および基準値を設定し、マイクロコンピュ
ータ３に記憶する。ここで、基準点は温度センサの特性
に合わせた抵抗器を用いることにより簡単に実現するこ
とができる。基準点１に相当する抵抗器を温度センサ入
力チャンネルｎに接続し、その時のデジタル量を測定し
「測定値_n１」とする。「基準値１」と「測定値_n１」の
差を算出し「差_n１」とする。次に、基準点２に相当す
る抵抗器を同一の温度センサ入力チャンネルｎに接続
し、その時のデジタル量を測定し「測定値_n２」とす
る。「基準値２」と「測定値_n２」の差を算出し「差
_n２」とする。「測定値_n１」と「測定値_n２」、「差
_n１」と「差_n２」から補正式に必要な「補正定数ｂ_n」
と「補正定数ａ_n」を求めることにより、補正式を算出
することができる。「補正定数ｂ_n」と「補正定数ａ_n」
はデータ記憶が可能なメモリ４に格納する。以上の操作
を温度入力チャンネル毎に行うことにより、複数の温度
センサ入力に対応した補正式を算出することができる。
また、補正式を算出する時に「補正定数ｂ_n」と「補正
定数ａ_n」の上下限値を設定することにより、温度セン
サ入力部２の異常を温度入力チャンネル毎に検出するこ
とができるため、異常なデータによる温度換算を防止す
ると共に電子回路の異常検出を事前に行うことができ
る。

【００１７】上記の実施例では基準点を２点としたが、
２点以上の複数の基準点から理論値と実測値の差を求
め、回帰式等による直線近似を行えば、さらに高精度な
補正式を算出することができる。また、上記の実施例で
は温度センサ１の特性を１つの２次関数として近似し、
基準点、基準値を設定したが、温度センサ１の特性を複
数の２次関数として近似し、２次関数の領域毎に基準
点、基準値を設定するによっても、さらに高精度な補正
を行うことができる。

【００１８】図６に複数の温度センサ入力に対応した温
度換算のフローチャートを示す。温度センサ入力チャン
ネルｎに接続した温度センサからの温度情報をデジタル
量として測定し「測定値_n」とする。補正式算出（図
５）にて求めた温度センサ入力チャンネルｎに対応した
「補正定数ｂ_n」と「補正定数ａ_n」を使用して、「測定
値_n」から「補正量_n」を算出する。「測定値_n」に「補
正量_n」を加算することにより、補正されたデジタル量
「補正値_n」を算出することができる。次に、温度セン
サの特性を２次式［温度_n＝Ａ×補正値_n ²＋Ｂ×補正値_n
＋Ｃ］（Ａ，Ｂ，Ｃは定数）とし、「補正値_n」から
「温度_n」を換算する。以上の操作を温度入力チャンネ
ル毎に行うことにより、複数の温度センサ入力の温度情
報を温度換算することができる。

【００１９】温度換算においては、温度センサからの温
度情報を温度換算前のデジタル量にて補正を行うため、
温度センサの理論特性からのみ換算式を考えれば良いこ
とになり、温度入力チャンネルによる温度換算式の違い
は無く、１つの換算式によって全ての温度換算を行うこ
とができる。

【００２０】また、複数の温度センサ入力に対して１つ
の換算式にて温度換算が行えることから、「補正量_n」
の値により温度換算に必要な「定数Ａ」、「定数Ｂ」、
「定数Ｃ」を選択することが容易となる。このことか
ら、温度センサの理論特性を複数の２次関数の組み合わ
せとし、「補正量_n」の値により温度換算に必要な定数
を２次関数の領域毎に選択するすることにより、さらに
高精度な温度換算を行うことができる。

【００２１】特性の異なる複数の温度センサに対応する
場合は、その温度センサの理論特性、基準点、基準値、
および温度換算に必要な「定数Ａ」、「定数Ｂ」、「定
数Ｃ」をマイクロコンピュータ３に記憶し、補正式算出
（図５）にて「補正定数ｂ_n」と「補正定数ａ_n」を求め
データ記憶可能なメモリ４に格納することにより、同一
のシステムにて温度換算（図６）を行うことができる。

【００２２】上記したことから本発明の他の実施例とし
ての温度調節器は、複数の温度センサの入力を切換える
機能、抵抗値を電圧に変換し電圧増幅をする機能、およ
びアナログ電圧をデジタル量に変換する機能から構成す
る温度センサ入力部を有することを特徴とするように構
成することができる。

【００２３】また、他の実施例として、温度調節器はマ
イクロコンピュータとデータ記憶が可能なメモリ、およ
び温度センサ入力部とのインターフェイスを有すること
を特徴とするように構成することができる。

【００２４】更に他の実施例として、温度調節器は温度
センサ入力部からのデジタル量をマイクロコンピュータ
により演算を行い温度情報に換算する機能を有すること
を特徴とするように構成することができる。

【００２５】更にまた、他の実施例として、温度調節器
は、温度測定範囲における２点以上の複数基準点におい
て測定値と理論値の差を求め、温度センサ入力部の誤差
を１つの補正演算式としてメモリに記憶し、基準点以外
の測定値について上記補正演算式にて理論値に補正する
ことにより高精度の温度測定を行うことを特徴とするよ
うに構成することができる。

【００２６】更にまた、他の実施例として、温度調節器
は特性の異なる数種類の温度センサに対して温度換算を
行う機能を有することを特徴とするように構成すること
ができる。

【００２７】更にまた、他の実施例として、温度調節器
は温度センサ入力部の異常を検出する機能を有すること
を特徴とするように構成することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、１つあるいは複数の温
度センサ入力部を持つ温度調節器において、温度センサ
入力部における電子回路上の誤差をマイクロコンピュー
タにより測定し自動補正することにより、対象とする温
度センサの理論値に近い特性をデジタル量にて求めるこ
とができる。また、デジタル量にて補正を行うことか
ら、温度センサの理論特性から求められた理論式を細分
化し１つの換算式として使用することができるため高精
度な温度換算を行うことができる。また、特性の異なる
数種類の温度センサに対しても、それぞれに対応する補
正、および換算式を使用することにより対応することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数の温度センサ入力を持つ温度調節器の温度
換算システムの概略図である。

【図２】温度センサ入力部２の概略構成図である。

【図３】温度センサとデジタル量の関係および温度セン
サ入力部の電子回路誤差による影響を示すグラフであ
る。

【図４】測定値と理論値の差の関係を示すグラフであ
る。

【図５】複数の温度センサ入力に対応した補正式算出の
フローチャートである。

【図６】複数の温度センサ入力に対応した温度換算のフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１…温度センサ、２…温度センサ入力部、３…マイクロ
コンピュータ、４…データの記憶が可能なメモリ、５…
インターフェイス、６…抵抗−電圧変換回路、７…温度
センサ切換回路、８…電圧増幅回路、９…アナログ−デ
ジタル変換回路、１０…曲線、１１…曲線、１２…曲
線、１３…曲線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者増田慎太郎静岡県清水市村松390番地日立清水エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度情報を抵抗値に変換する温度センサを
用いて、温度を測定する機能を有することを特徴とする
温度調節器。