[发明专利]温度测量电路

说明书

本发明涉及使用测温电阻作为温度传感器得到对应于温度的放大器输出电压的温度测量电路。

图5是表示以往温度测量电路一例的电路图，图中，1是放大对应于测温电阻R的电阻变化的电压的运算放大器，2a、2b是将电流I供给测温电阻器R等的第1、第2恒流源，R₂，R₃是确定设置运算放大器1的放大系数等的电路常数的电阻，r是布线电阻。

接下来就动作进行说明。

测温电阻器R其电阻值随周围温度变化面变化。因而，如果电阻值发生变化，则由于该测温电阻所产生的电压降部分(成分)也起变化，所以通过将来自第1、第2恒流源2a、2b的恒定电流I供给测温电阻器R，将电阻值的变化变换成(R-V变换)电压大小的变化，并将该电压大小的变化输入到运算放大器1。运算放大大器1将测温电阻器R所产生的电压降部分进行放大后输出。因此，运算放大器1的输出电压的大小就成了对应于所述测温电阻器R周围的温度的值。

这里，若如图6(A)所示那样测温电阻器R的电阻值相对于温度发生变化，则如图6(B)所示那样通过所述的R(电阻)-V(电压)变化，电阻值的变化变成了电压值的变化，通过运算放大器1将该电压值的变化进行放大，就成了如图6(C)所示的那样对应于所述温度的电压并作为来自运算放大器1的放大器输出向外界输出。另外，因为与由第2恒流源2b供给的电流I相比较从运算放大器1来的电流小，将其忽略，或者由于R＞＞r，将布线电阻r看做为0，若假定运算放大器1的增益(Gain)为G，则运算放大器1的输出电压V₀就成为V₀＝R×I×G。

然而，作为温度传感器除了图5所示的测温电阻器R外，还有热电偶等。图7(A)是表示该热电偶的输出电压和温标(Temperature Scale)的关系的特性图，当温度为0℃时，其输出电压为0V，随着温度上升其输出电压大致线性地上升。与上述的以往例子一样，在运算放大器1等中放大这样的热电偶的输出电压后所得到的放大器输出电压就成了图7(B)所示的那样的特性图，在0℃时，其输出电压为0，随着温度上升，其输出电压大致上成线性地上升。即，已存在这样的课题，在作为温度传感器而使用了的热电偶的情况下，即使放大，动态范围(〔db〕、有效范围)也大，但在使用测温电阻器的情况下，由于在0℃时包含着100Ω的偏差，所以即使放大其动态范围也不能选取过大。

而且，使用侧温电阻器R作为温度传感器时，由于如图6(A)所示的那样，在0℃时存在100Ω的偏差部分，它将如图6(B)所示的那样产生偏差电压，又因为运算放大器1包含偏差部分并必须放大测温电阻器R的电阻变化，所以不能较大地放大所述电阻变化，其结果就有有效分解度(对输入温度范围的放大器输出范围的比率或变化率)变小了的不理想的情况。

图8是比较使用热电偶和使用测温电阻器作为温度传感器时的输入温度范围、传感器输出值、放大器输出电压、变化率的具体数值的图表。在使用了热电偶的例子中，运算放大器的放大系数为610.5倍(假定最大输入电压为2.5V时的放大系数)，而在使用了测温电阻器的例子中，运算放大器的放大系数为17.9倍(假定最大输入电压为2.5V时的放大系数，供给传感器的电流为1mA)。

结果，由于在使用了测温电阻器作为温度传感器时，在0℃时其电阻也有100Ω、这就成为偏差部分(电流流过100Ω时所产生的电压降部分的偏差)，所以由图8的图表也可明白，在下一级运算放大器1中将传感器R的输出放大得更大、并使输出电压的范围(Range)取得更宽是困难的。

在使用热电偶作为温度传感器的情况下，0℃时，因为电压降为0V，所以在下一级运算放大器1中就能够将来自传感器R的输出放大得更大、并使其放大器的输出电压范围取得更宽。

图9是表示以往的温度测量电路的其他例的电路图，图中，第1、第2恒流源3a、3b连接在运算放大器1的输入端。其他构成与图5所示的以往例子相同，因为同一部件使用同一符号进行说明，故说明从略。

接下来对动作进行说明。