温度测量电路制造技术

使用价格便宜而且精度高的双电源运算放大器放大与测温电阻器的电阻变化相应的微小电压。在温度测量电路中，若来自恒流源２ａ的电流流经测温电阻器Ｒ并且测温电阻器Ｒ的电阻值发生变化，则该电阻值的变化变成电压的变化，并输入到双电源运算放大器４。因为由抵消用的电阻Ｒ↓［４］所产生的电压降的值加在测温电阻器Ｒ的端子电压上，所以设定宽的运算放大器４的输入电压范围，使用可以将输入到运算放大器４的电压设定在双电源运算放大器４的可以工作的范围的、价格便宜而且精度高的双电源运算放大器４。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用测温电阻器和热敏电阻(以下总称测温电阻器)作为温度传感器并输出对应于所测量的温度的放大器输出电压的温度测量电路。图5是表示以往的温度测量电路的一例的电路图，图中，1是放大对应于测温电阻器R的电阻变化的电压的单电源(+15V)的运算放大器，2a、2b是向测温电阻器R等供给电流I的恒流源，R2、R3是确定设定运算放大器1的放大系数等电路常数的电阻，r是布线电阻。接下来说明有关(温度测量电路的)动作。测温电阻器R其电阻值随着周围的温度变化而变化。因此，若测温电阻器R的电阻值发生变化，则由该测温电阻器R所产生的电压降成分也发生变化。为此，通过从恒流源2a供给恒定的电流给测温电阻器R，则所述电阻的变化变换(R-V变换)为电压的变化，该变化被输入到单电源的运算放大器1。单电源(+15V)的运算电路1将由测温电阻器R所产生的电压降成分进行放大并输出。为此，单电源运算电路1的输出电压就成为对应于所述测温电阻器R的周围温度的值。这里，测温电阻器R的电阻值若对温度发生如图6(A)中所示的线性变化，则通过所述的R-V变换变成如6图6(B)所示的那样相对于电阻值的变化的大致呈线性的电压的变化，该电压变化通过单电源运算放大器1被放大，成为如图6(C)所示的那样相对于温度的线性的电压变化并从运算放大器1向外界输出。再者，因为与由恒流源2 b所供给的电流I比较来自运算放大器1的电流小，将其忽略，又由于R＞＞r，故将布线电阻视为0，若假定运算放大器1的增益为G，则运算放大器1的输出电压V0成为V0＝R×I×G。另外，在图6(B)、(C)所示的特性图中可知，斜线部分表示是单电源的运算放大器1不能工作的范围的不能工作范围，但R-V变换后的电压和双电源的运算放大器1的输出电压都不进入上述不可能工作范围，单电源运算放大器1充分发挥其特性而工作。但是，若如上述那样使用测温电阻器R作为温度传感器，由于由上述的电阻R的变化引起电压的变化是微小信号，故下一级单电源运算放大器1有必要使用高精度的放大器。但是，高精度单电源运算放大器1一般价格昂贵，其结果温度测量电路的制造费用昂贵。另一方面，若使用价格低廉的高精度双电源运算放大器(未图示)，则能低价制造并提供温度测量电路。因此，在将图5所示的以往的温度测量电路中使用的单电源运算放大器1替换成双电源运算放大器时，测温电阻器R如图7(A)所示那样其电阻值相对于温度而变化。这个电阻值的变化通过与上述同样的R-V变换变成如图7(B)所示的相对于温度的电压变化，并输入到双电源运算放大器中。该电压变化通过双电源运算放大器被放大，成为如图7(C)所示的那样对应于所述温度的电压后从运算放大器向外界输出。这里，在使用铂Pt100作为测温电阻器R的情况下，当输入温度范围在-200℃～100℃时，由于测温电阻器R的输出值为18.5Ω-139.64Ω，所以运算放大器的输出电压为1.32V-10V。其中，这时的放大系数是71.6倍(假定最大输入电压为10V那样的放大系数)。假定供给测温电阻器R的电流为1mA。因此，作为运算放大器的规格必须满足上述的数值的规格，但高精度的双电源运算放大器和高精度的单电源运算放大器的规格变成图8所示那样的图表。如该图8的图表所示那样，当运算放大器的电源电压为0.15V、测温电阻器R在-200℃时为18.5Ω时，运算放大器的输出为1.32V，但这么一来，输入电压过低，不符合图8所示的高精度双电源运算放大器的规格(输入/输出规格)，在图5所示的以往电路中不能使用双电源运算放大器。不能使用这种双电源运算放大器的理由也被表示在图7(B)的特性图中，在该特性图中用斜线表示的范围是双电源运算放大器的不能工作的范围，使测温电阻器R的电阻变化变换成电压的变化的结果，全部进入上述斜线范围。因此，如图7(C)所示的那样，双电源运算放大器的输出电压一部分也进入了不能工作的范围，在以往的温度测量电路的结构中就不能使价格低廉的双电源运算放大器实行规格化。图9是表示以往的温度测量电路的其他例子的电路图，图中，单电源运算放大器1的输入一侧连接恒压源3a、3b。其他构成与图5所示的以往例子的温度测量电路相同，因为同样的部件使用同样的符号，故在此省略了重复说明。接下来对该电路的动作进行说明。例如如附图说明图10(A)所示那样，测温电阻器R其电阻值随周围的温度变化而变化。这时，由于在单电源的运算放大器1的输入一侧连接恒定电压Vref的恒压源3a，所以流过测温电阻器R的电流为Vref/(R+R1)。因此，在单电源运算放大器1中输入了相对于图10(B)所示的温度的非线性电压R×Vref/(R+R1)。若假定单电源运算放大器1的增益为G，则该运算放大器1的输出电压V0成为V0＝R×{Vref/(R+R1)×G，可得到相对于图10(C)所示的温度的非线性输出电压。其中，与由恒压源3b供给的电流I比较，因为来自运算放大器1的电流值小，将其忽略，又因为R＞＞r，将布线电阻r视为0而将其忽略了。这时，如图10(B)、(C)所示的那样可知，对应于温度变化的电压变化成为非线性，但R-V变换后的电压和放大器输出电压两者都进入单电源运算放大器1的可以工作的范围，工作起来没有问题。在该例子中也想使用价格便宜的双电源运算放大器(未图示)以代替图5的以往电路中使用的价格昂贵、高精度的单电源运算放大器1，但是，当在图9的电路中使用了双电源运算放大器时，测温电阻器R的电阻变化如图11(A)所示，同上述的情况相同，但将电阻的变化实行R-V变换后的电压变化变成图11(B)所示的特性图，进入了双电源运算放大器的不能工作的范围(图中斜线范围)。因此可知，双电源运算放大器的输出电压也如图11(C)所示其大部分进入了该运算放大器的不能工作的范围(图中斜线范围)，因而不能使用价格便宜的双电源运算放大器。因为将以往的测温电阻器作为温度传感器的温度测量电路像以上那样被构成，又由于必须放大相应于测温电阻器R的电阻变化的微小电压的同时，该测温电阻器R在-200℃只有十几欧，微小电压低，有必要使用高精度的单电源运算放大器1放大微小电压，不能使用，若输入电压太低不能正常工作的，精度高、价格便宜的双电源运算放大器。因而存在形成了温度测量电路的制造费用高的课题。因此，本专利技术就是为解决上述那样的课题而研制出来的，目的是获得能够使用价格便宜而且精确度高的双电源运算放大器放大相应于测温电阻器的电阻变化的微小电压的温度测量电路。本专利技术的温度测量电路具备电阻值随温度变化而变化的温度传感器，在所述温度传感器上外加电压或供给电流的第1供电源和第2供电源，由所述第1、第2供电源供给电压或电流以便在产生与在所述温度传感器上产生的电压降的方向相同的同向电压降的同时使所述温度传感器的端子电压相对接地电位上升的抵消用的电阻，以及将所述温度传感器的电压降成分作为输入电压的双电源运算放大器，廉价地构成使用精度高、价格便宜的双电源运算放大器的温度测量电路。本专利技术的温度测量电路具备将电流供给测温电阻器的第1和第2恒流源，由所述第1、第2恒流源供给电流以便在产生与在所述测温电阻器上产生的电压降的方向相同的电压降的同时使所述测温电阻器的端子电压相对于接地电位而上升的抵消用的电阻，以及将所述测温本文档来自技高网...

【技术保护点】
温度测量电路具备电阻值随温度变化而变化的温度传感器，在所述温度传感器上外加电压或供给电流的第１供电源和第２供电源，从所述第１和第２供电源供给电压或电流以便产生与在所述温度传感器中产生的电压降的方向相同的电压降的同时使所述温度传感器的端子电压相对接地电位上升的抵消用的电阻，以及将所述温度传感器的电压降成分作为输入电压的双电源运算放大器。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤裕之，
申请(专利权)人：株式会社山武，
类型：发明
国别省市：JP[日本]