JPS5945926B2 - 温度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は検出温度をデジタル値に変換する温度測定装置
に関するものである。

近年、空気調和機の制御装置ではマイクロコンピュータ
などの演算機能を有する電子部品が使用されるようにな
り、これとＡ−Ｄ変換器とを組み合わせて室温を測定し
、測定値と設定値とを比較してコンプレッサモータやフ
ァンモータなどの運転制御を行なつたり、測定値を表示
器に表示させたりしている。

此程のｆｈｌ脚装置は室温の設定値が所定の範囲内・
に限定されるので、測定すべき室温もこの所定範囲を含
むものであればよく、市販されているＡ−Ｄ変換器のよ
うに広範囲測定の可能な高価なものを使用するには無駄
があつた。

又、従来のＡ−Ｄ変換器は検出温度をセンサを介して電
圧のアナロ０ グ値として入力し、これをたとえば時間
信号に変換し、この時間内に発生するパルス数を計数し
てディジタルの測定値に変換する方式のため、電源電圧
の変動に伴ない測定値が変動しやすいという欠点を有し
ていた。５ 本発明は上述の事実に鑑みなさわたもので
あり。

検出温度が所定範囲内にある時に複数段のデジタル出力
を発生するようにするようにして安価な回路構成にする
とともに電圧変動の影響が極めて少ない温度測定装置を
提供することを目的とする。０ 以下、本発明の一実施
例をマイクロコンピュータを用いた空気調和機の制御装
置に適用して説明する。

第１図において１はマイクロコンピュータであり、マイ
クロコンピュータは電源端子Ｂが直流電５ 源２に接続
され、人力ポート１１ないし工６と出力ポートＰ１ない
しＰＩＯとを備えている。

３は基準電圧設定器であり、該設定器は直流電源２とア
ース４間に並列接続さわた抵抗５及び６と抵抗Ｔ及び８
の各直列回路から構成され、各直列回路０ の接続点９
及び１０がそれぞれ人力ポート１１、１２に接続されて
いる。

１１はリニア増巾器であり、該増巾器は直流電源２とア
ース１２間に並列接続さわた抵抗１３及び１４と抵抗１
５及び１６の各直列回路と、抵抗１４に並列接続された
室温５ 検出用の負特性サーミスタ等の温度センサＩＴ
と、各直列回路の接続点１８、１９にそれぞれ比較端子
２０と基準端子２１とが接続され、かつ出力端子２２が
入力ポート１３に接続されたオペアンプ２３と、オペア
ンプ２３の出力端子２２及び基準端子２１間に接続され
た帰還抵抗２４とから構成されている。

２５は操作設定回路であり．該回路は運転キー２６と、
アツプキ一２７と、ダウンキー２８とを備え、各キーの
一側が直流電源２に接続され、他側が、それぞわ人力ポ
ート１４ないし１６に接続されている。

２９は設定温度表示器であり、該表示器は複数個の発光
素子とデコーダ装置とからなり、出力ポートＰ１からの
ラツチ信号と、出力ポートＰ３ないしＰ６からの２進４
ピツトのデータ信号とが供給される。

３０は室温表示器であり、複数個の発光素子とデコーダ
装置とドライバーとから成り、出力ポートＰ２からのラ
ツチ信号と出力ポートＰ３ないしＰ６からのデータ信号
とが供給される。

３１は制御リレー回路であり、該回路はコンプレツサモ
ータ（図示せず）の発停制御用の制御リレー３２と、フ
アンモータ（図示せず）の風量制御用の制御リレー３３
ないし３５とから構成され、各リレーの一側が直流電源
２に接続され、他側が反転機能を有するドライバー３６
を介してそわぞれ出力ポートＰ７ないしＰｌＯに接続さ
れている。

第２図はマイクロコンピユータ１の内部システムを示す
ものである。

３７は判別装置であり、該装置は入力ポート１４ないし
１６の信号の有無を順次繰返し調べて操作設定回路２５
のキー操作を確認する。

３８は運転制御装置であり、該装置は判別装置３７にて
運転キー２６の操作が確認されると、その判別出力が入
力され、１回目の判別出力の入力で運転指令、２回目の
入力で停止指令を次段のサーモ装置３９に発するもので
あり、３回目以降はこわを繰返す。

４０は加減算装置であり、該装置は！Ｆ４Ｊ８ｌ儀置３
７にてアツブキ一２７若しくはダウンキー２８の操作が
確認されるごとに加算指令若しくは減算指令が入力され
る。

４１は設定温度記憶部であり、該記憶部は初期データと
して２７℃の設定温度データを２進値に変換して記憶し
、加減算装置４０に加算指令若しくは減算指令が入るご
とに記憶値が該装置４０に呼び出されて所定値が加算若
しくは減算されたのち転送されてきて２３℃から３１℃
までの設定温度が〔０，０，０，１〕から〔１，０，０
，１〕までの２進データとして記憶されている。

４２は比較装置であり、該装置はアナログスイツチ４３
ないし４５と、パルス発生部４６と、カウンター部４７
と、演算部４８とから成り、アナログスイツチ４３ない
し４５は１０秒に１回、順次短時間ずつの閉路を行ない
、人力ポート１１ないし１３から基準電圧設定器３の接
続点９，１０の基準電圧と、リニア増巾器１１の出力電
圧とを個々にとり入れる。

又、パルス発生部４６は直流電源２の電圧値を基準とし
て各入力電圧との電圧差に比例したパルス数を発生する
ものである。更に又、演算部４８は各入力電圧に対応し
たパルス数（各アナログスイツチの閉路時のパルス数）
を後述のように比較して複数段の２進デジタル値を演算
するものである。４９は室温記憶部であり、該装置は比
較装置４２の演算部４８から１０秒ごとに送らねてくる
デジタル値が既に記憶されているものと異なる時にその
値を新たな室温データとして記憶する。

サーモ装置３９は運転制御装置３８からの運転指令によ
り作動を行ない、作動中は記憶装置４１．４９の設定温
度と室温のデータを比較することにより、出力ポートＰ
７ないしＰｌＯから゛１゛若しくば０″゛の制御信号を
発して、コンプレツサモータやフアンモータの発停並び
に風量制御を行なう。５０は表示信号発生装置であり、
該記憶装置４１，４９の各データを読み、設定温度の表
示信号を出力ポートＰ１からのラツチ信号とともに出力
ポートＰ３ないしＰ６から発し、室温の表示信号を出力
ポートＰ２からのラツチ信号とともに出力ポートＰ３な
いしＰ６から発し、これを順に繰返し行なつており、各
表示器２９，３０の発光素子を段階表示させる。

マイクロコンピユータ１は図示しない電源スイツチが切
られない限り、作動状態にあり、予め記憶されるプログ
ラム（図示せず）に基づいて判別装置３７、比較装置４
２及び表示信号発生装置５０を常時作動させている。

この時、リニア増巾器１１も直流電源電圧が供給さわて
おり、室温センサ１７は室温により抵抗値が変化し、こ
れに伴なつて抵抗１３，１４の接続点１８の電圧が変化
するので、オペアンブ２３の出力電圧Ｘの室温Ｔｘに対
する特性は第３図イで示すような直線となる。一方、同
じ直流電？電圧が供給さわる基準電圧設定器３は抵抗５
及び６の抵抗値によつて決まる接続点９の電圧が第３図
口の直線で示すように室温Ｔ，（３７．５℃）の時のオ
ペアンプ２３の出力電圧と等しい値，に設定されており
、同様に接続点１０の電圧が第３図ハの直線で示すよう
に室温Ｔ２（２１．５℃）の時のオペアンプ２３の出力
電圧と等しい値Ｖ，に設定されている。而してマイクロ
コンピユータ１は比較装置４２のアナログスイツチ４３
ないし４５を１０秒に１回づつ順次短時間閉路するから
、まずアナログスイツチ４３の閉路により入力ポート１
１を介して接続点９の基準電圧Ｖ，がパルス発生部４６
に供給される。

パルス発生部４６は第４図に示すように直流電源２の電
圧Ｖ。を基準にした入力電圧に対して比例したパルス数
Ｎｘを発生するから、アナログスイツチ４３の閉路時に
は入力電圧Ｖ。−Ｖ，に対してＮ１個のパルスがカウン
ター部４７に送られる。次いでアナログスイツチ４４の
閉路により接続点１０の基準電圧Ｖｘが入力ポート１２
を介してパルス発生部４６に供給され、パルス発生部４
６は入力電圧。−２に対してＮ２ＶＡのパルスをカウン
ター部４７に送る。次いでアナログスイツチ４５が閉路
してこの閉路時間中にオペアンプ２３の出力電圧Ｖｘが
入力ポート１３からパルス発生部４６に供給され、パル
ス発生部４６は入力電圧Ｖ。−Ｖｘに対してＮｘ個のパ
ルスをカウンター部４７に送る。演算部４８はカウンタ
ー部４７にて計数されて順次送られてくるパルス数Ｎ，
，Ｎ２，Ｎｘを（１）式に代入し、先述したＴ，，Ｔ２
を利用して１０秒に１度室温Ｔｘを求める。

そして（２）式で求めた室温Ｔｘが２１．５℃から３７
．５℃の範囲にあるとき、１℃ずつ１６等分され、２１
℃ないし３７℃の測定値として第１表に示すように１６
段階の２進デジタル信号が室温記憶装置４９に送られる
。

又、室温が２１．５℃未満若しくは３７．５℃を越える
時にはそれぞれ２１．５℃〜２２．５℃若しくは３６．
５℃〜３７．５℃と同じデジタル信号に変換されて記憶
装置４９に送られる。このようにして記憶装置４９に送
られてくる比較装置４２の測定値は室温データとして記
憶装置４９にそのまま記憶される。

この時表示信号発生装置５０は記憶装置４１の設定温度
（２３℃ないし３１℃）データと記憶装置４９の最新の
測定値に対応する室温データとを交互に表示信号として
出力ポートＰ３ないしＰ６から出力ポートＰｌ，Ｐ２の
ラツチ信号と同期して表示器２９，３０に発するが、第
２表に示すように室温が２３℃以下、３１℃以上の場合
、共通の表示信号が送られる。Ａ１ト＾＝会ゴそして表
示器２９は記憶装置４１に例えば設定温度２６℃に対応
するデータ〔０，１，０，０〕が記憶されていると、出
力ポートＰ１から送られてくる゛１″″のラツチ信号の
人力時に出力ポートＰ３ないしＰ６の〔０，１，０，０
〕の表示信号を解読して第５図ａのような点灯表示を行
なう。

又表示器３０は記憶装置４９に例えば室温３０℃に対応
するデータ〔１，０，０，０〕が記憶されていると出力
ポートＰ２から送られてくる゛１″″のラツチ信号の入
力時に出力ポートＰ３ないしＰ６の〔１，０，０，０〕
の表示信号を解読して第５図ｂのような点灯表示を行な
う。今、空気調和機が停止状態にあり、且つマイクロコ
ンピュータ１は作動状態にある場合、第７図に示すフロ
ーチヤートのように人力ポートＩ，に基準電圧Ｖ，を取
り込んで入力電圧Ｖ。

−，に対応したＮ，個のパルスが入力ポート１２に基準
電圧Ｖ２を取り込んで入力電圧Ｖ。−Ｖ２に対応したＮ
２個のパルスが入力ポート３に電圧Ｘを取り込んで入力
電圧。−Ｘに対応したＮｘ個のパルスが順次パルス発生
部４６で発生されてカウンター部４７に送られ、ここで
計数されたパルス数Ｎ，，Ｎ２，Ｎｘから室温Ｔｘが演
算部４８で求められており表示器２９，３０で夫々設定
温度と室内温度とが表示されている。ここで運転キー２
６を操作（押圧時閉路）すると、判別装置３７がこれを
検出し、その判別出力に基づき運転制御装置３８がサー
モ装置３９に作動指令を出す。サーモ装置３９は記憶装
置４９，４１の室温データと設定温度データの差を演算
し、この場合には室温データが大きいので出力ポートＰ
７ないしＰｌＯに全で１”の信号を出し．制御リレー３
２ないし３５をオンさせる。従つてコンブレツサモータ
が運転するとともにフアンモータが強風量で運転して空
気調和機は冷房運転を開始する。この結果室温が徐々に
低下し、比較装置４２にて求められる測定値が小さくな
り、これに対応して記憶装置４９の室温データが書き換
えられるので、・表示信号が変わつて表示器３０の点灯
は右から順次消えていくとともに出力ポートＰ８ないし
ＰｌＯの匍脚信号が変わつてフアンモータの風量が減少
する。周、記憶装置４９の室温データは第６図に示すよ
うに室温Ｔｘがたとえば２７．５℃のように境界値にあ
る時に室温が下がりつつある時には表示（測定）値２８
℃に対応し、上がりつつある時には２７℃に含まれるよ
うにしている。このようにして室温Ｔｘが２５．５℃を
僅かに丁回ると、サーモ装置３９は室温データ〔０，０
，１，１〕が設定温度データ〔０，１，０．０〕より小
さくなるため、出力ポートＰ７に゛００出力を出し、コ
ンプレツサモータを停止させて冷房運転を休止させる。
この時の表示器３０の表示は第７図のようになる。

そして室温Ｔｘが上昇に転すると、表示器３０は２６℃
の表示を行なうようになるが、サーモ装置３９は室温Ｔ
ｘが２６．５℃を僅かに上回るまでは出力ポートＰ７に
゛１２出力を出さず、１℃のデフアレンシヤルを有して
いる。

すなわち表示器３０が第８図のような２７℃の表示を行
なうようになると、冷房運転が再開し、室温が設定温度
２６℃の近傍の２５．５℃ないし２６．５に保たれ、表
示器３０は２６℃を中心とした表示を行なう。向比較装
置４２は１０秒ごとに室温Ｔｘを演算して求めるので、
表示器３０の表示はＴｘが２５．５℃や２６．５℃の境
界値にある時に左右に目まぐるしくハンチングすること
はない。周、上述の実施例に組込まれた温度測定装置は
サーモ装置３９にて使用される設定温度が２３℃ないし
３１℃であり、表示器２９，３０の表示温度が２３℃（
２３℃以下を含む）ないし３１℃（３１℃以上を含む）
であるのに対し、比較装置４２？て室温が２１．５℃な
いし３７．５℃の２値を基準として測定され、この範囲
内で１６段階のデジタル信号が発せられ．かつ２１．５
℃未満、３７．５℃超過については最少値、最大値の信
号を共通使用したが、これは４ビツトのマイクロコンピ
ユータ１を使用したためである。

上述の設定温度に対しては２１．５℃から３２．５℃の
室温が測定され．この範囲内で複数段のデジタル信号が
発せられるようにしても良い。この場合でも、リニア増
巾器１１と基準電圧設定器３は直流電源２を共通に使用
しているから、電源電圧が変動しても、各電圧が比例し
て増減することになる。従つて、基準電圧設定器３の２
つの基準電圧は所定温度範囲をはさむ２値（本実施例で
は２１．５℃と３７．５℃）に対してリニア増巾器１１
が発する出力電圧と常に等しくなり６電圧変動により測
定値が狂う虞れがない。本発明は上述の如く、検出温度
に応じて直線出力電圧ｘを発するリニア増巾器と、前記
検出温度の所定温度範囲をはさむ２値に対して前記リニ
ア増巾器が発する出力電圧Ｖｘと等しい２つの基準電圧
Ｖ，，Ｖ２を発する基準電圧設定器と、このリニア増巾
器及び基準電圧設定器と共通電源に接続され電源電圧。

を入力する比較装置とを備え、この比較装置は前記電圧
の。に対するＸ，，，Ｖ２の各差電圧を夫々人力電圧と
し、この電圧の値に対応したパルス数を発生するパルス
発生手段と、検出温度が前記所定温度範囲内にある時に
このパルス発生手段からのパルス数を比較して複数段の
デジタル出力を発する演算手段とを有しているから、所
定温度範囲内の検出温度に対して、精度の高い温度測定
を行なうことができ、範囲外にある検出温度に対しては
大まかな測定（たとえば所定温度範囲をはさむ２値若し
くは所定温度範囲の上下限値として測定）するようにし
てリニア増巾器の設計を容易にし、安価なものを使用で
きるようにし、特に空気調和機の制御装置のように所定
範囲の設定温度と比較する室温の測定に適している。・
又、本発明装置はリニア増巾器と基準電圧設定器とが共
通の直流電源に接続されるようにして、電源電圧変動が
あつても測定値に変動がないようにできる。更に又、本
発明装置げ比較装置が入力された２つの基準電圧とリニ
ア増巾器の出力電圧とを各電圧値に対応したパルス数に
置換して比較演算を行なうようになして、比較装置が、
各種制御装置や表示信号発生装置に兼用できるマイクロ
コンピユータにて構成されるようにし、リニア増巾器と
基準電圧設定器とマイクロコンピユータの単純構成にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明装置を空気調和機のマイクロコンピユータを
使用した制御装置に適用した一実施例を示し、第１図は
制御装置の電気回路図、第２図は第１図で使用したマイ
クロコンピユータの内部システムを示すプロツク線図、
第３図ないし第９図はそれぞれ本装置の動作説明図であ
る。 １・・・マイクロコンピユータ、２・・・直流電源、３
・・・基準電圧設定図、１１・・・リニア増巾器、４２
・・・比較装置、４６・・・パルス発生部、４８・・・
演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 検出温度に応じて直線出力電圧Ｖ＿Ｘを発するリニ
   ア増巾器と、前記検出温度の所定温度範囲をはさむ２値
   に対して前記リニア増巾器が発する出力電圧Ｖ＿Ｘと等
   しい２つの基準電圧Ｖ＿１、Ｖ＿２を発する基準電圧設
   定器と、このリニア増巾器及び基準電圧設定器と共通電
   源に接続され電源電圧Ｖ＿０を入力する比較装置とを備
   え、この比較装置は前記電圧のＶ＿０に対するＶ＿Ｘ、
   Ｖ＿１、Ｖ＿２の各差電圧を夫々入力電圧とし、この電
   圧の値に対応したパルス数を発生するパルス発生手段と
   、検出温度が前記所定温度範囲内にある時にこのパルス
   発生手段からのパルス数を比較して複数段のデジタル出
   力を発する演算手段とを有していることを特徴とする温
   度測定装置。