热敏电阻的温度特性修正装置及热敏电阻的温度特性修正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及将热敏电阻根据检测到的温度而输出的数据值的特性修正为线性的装置和方法。
【背景技术】
[0002]作为温度检测元件的热敏电阻所输出的电压的特性为非线性，因而难以直接加以使用，因此以往提出了各种用于将输出电压特性变换为线性的技术。例如，在专利文献I中，将热敏电阻能够检测的温度范围-10°c?+80°C分割为3个温度范围(_10°C?+20°C，+20°C?+50°C，+50°C?+80°C )，并利用可变电阻电路分配各自不同的电阻值Rl、R2、R3。并且，产生与热敏电阻的检测温度所属的分割温度范围对应的电阻值，并在各温度范围中分别使温度检测电路部的输出电压相对于检测温度的变化而大致正比例地变化。
[0003]然而，由于在专利文献I中，没有关于各温度范围设定正比例变化的范围所用的明确的基准，因而可能存在尽管是正比例变化的范围但却作为使用范围以外而被排除的部分。若存在这样被排除掉的范围，则其结果是，使得为了覆盖温度范围而使用的电阻元件数量增多，无端增加部件个数。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平6-168387号公报
【发明内容】
[0007]本发明有鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种热敏电阻的温度特性修正装置及热敏电阻的温度特性修正方法，能够高效地将热敏电阻根据所检测到的温度而输出的数据值的特性修正为线性。
[0008]在本公开第一实施方式的热敏电阻的温度特性修正装置中，电压变换电路构成为，能够将多个分压电阻电路选择性地与热敏电阻连接，上述各分压电阻值被设定为，对于热敏电阻检测的不同的温度范围，使与热敏电阻的电阻值的变化相应的电压变化分别具有类似线性特性。即，本来的热敏电阻的电阻值的变化呈现指数函数的特性，但将该电阻值的变化检测为经由分压电阻电路的电压变化时，得到呈大致线性的区域。
[0009]在存储电路中，针对呈现由各分压电阻电路付与的类似线性特性的区域存储有如下系数，该系数是对在分压电阻值为一定的情况下实际的A/D变换值相对于温度变化所呈现的特性预先进行了多次函数近似而得到的系数。运算电路根据电压变换电路输出的电压信号的A/D变换数据值的变化，对热敏电阻与电压变换电路中各分压电阻电路的连接进行切换，并且，从存储电路读出与热敏电阻连接的分压电阻电路所对应的系数，进行多次函数近似运算。由此，基于各分压电阻电路中的电阻值，能够连续地得到更接近实际特性的温度。而且，针对由所要求的输出特性导出的输出变化量的阈值而定义的区域，输出变换后的数据，以针对各温度呈线性特性。
[0010]根据如上所述构成，由热敏电阻检测并由温度特性修正装置输出的温度数据，在满足所要求的输出特性的范围内成为线性。而且，为此所必须的分压电阻电路的数量为最小限度，因此能够用比以往更少的部件数量构成温度特性修正装置。
【附图说明】
[0011]通过下面结合附图所做的详细说明，本公开的上述目的以及其他的目的、特征和优点变得更明确。
[0012]图1是表示第I实施方式中温度特性修正装置的动作的流程图，
[0013]图2是表示启动时的步骤S4的处理内容的流程图，
[0014]图3是表示通常动作时的步骤S4的处理内容的流程图，
[0015]图4(a)是表示对各测量电路分配的温度范围和A/D变换值的值域的图，图4(b)是表示各值域最终被布置为线性特性的状态的图，
[0016]图5是表不与图4(a)相对应的各测量电路的数值一览的图，
[0017]图6 (a)是实际的A/D变换值的特性的图，图6 (b)是表示对图6 (a)进行3次函数近似后的曲线的图，图6(c)是表示由温度特性修正装置根据温度输出的数据值特性的图，
[0018]图7是表示最终得到的A/D变换数据的检测精度的一个例子的图，
[0019]图8(a)是表示温度特性修正装置的结构的图，图8(b)是表示各测量电路中的电阻值的一个例子的图，
[0020]图9是表示测量电路的变形例的图，
[0021]图10是表示类似线性区域与检测精度的关系的图，
[0022]图11是表示与温度变化相应的热敏电阻的电阻变化特性的图，
[0023]图12(a)是表示对热敏电阻的电阻变化进行了 A/D变换的情况下的特性的图，图12(b)是表示最终输出的A/D变换值的特性的图，
[0024]图13是表示第2实施方式中温度特性修正装置的动作的流程图，
[0025]图14是对基于滤波器的运算处理进行说明的图，
[0026]图15是表示第3实施方式中温度特性修正装置的结构的图，
[0027]图16是表示各测量电路和各诊断电路中的电阻值的一个例子的图，
[0028]图17是表示启动时和通常动作时的处理的流程图，
[0029]图18是表示第4实施方式中温度特性修正装置的结构的图，
[0030]图19是表示各诊断电路中的电阻值的一个例子的图，
[0031]图20(a)是表示最终得到的A/D变换数据的检测精度的一个例子的图，图20(b)是表示针对各诊断电路得到的A/D变换数据的检测精度的一个例子的图，
[0032]图21是表示启动时和通常动作时的处理的流程图，
[0033]图22是表示第5实施方式中温度特性修正装置的结构的图，
[0034]图23是表示诊断电路中的电阻值的一个例子的图，
[0035]图24是表示针对诊断电路得到的A/D变换数据的检测精度的一个例子的图。【具体实施方式】
[0036](第I实施方式)
[0037]首先，在本实施方式中，对于用以得到与检测到的温度相对应的A/D变换数据的原理进行说明。如图11所示，一般的热敏电阻的电阻值相对于温度的变化呈指数函数的特性。具体为，首先，在设初始偏差的常数为B，设电阻值的基准值为R0，设温度的基准值为TO的情况下，利用公式(I)求得热敏电阻的电阻值R与温度T的关系。
[0038]R = ROX exp (B X (l/T—l/TO)) (I)
[0039]将热敏电阻与分压电阻电路等连接，并对电压变化进行A/D变换，而检测该热敏电阻的电阻值变化的情况较多。此时，与温度相对应的A/D变换值成为图12(a)所示那样，在低温区域和高温区域以非线性变化，但在它们之间的中温区域呈现大致线性变化。以下，称该区域为类似线性特性区域。
[0040]在用热敏电阻检测温度时，若使用A/D变换值的类似线性特性区域，则情况良好。另外，即使是同一热敏电阻，成为类似线性特性区域的温度范围及斜率也会根据所连接的分压电阻电路的分压电阻值而变化，因此，在专利文献I中，使可变电阻电路的电阻值根据温度范围而变化。
[0041]图12(a)所示的温度的A/D变换特性能够使用多次函数来近似，因此，若根据各分压电阻电路的分压电阻值进行多次函数近似运算而修正，则能够得到与实际的A/D变换值相应的更为准确的温度。在此，在进行修正运算时，其精度要求达到何种程度根据所适用的应用的规格而确定。因此，通过切换多个分压电阻电路的连接并将它们连结来使用，从而使通过修正运算得到满足规格的范围的类似线性特性区域满足规格。具体为，将中温区域中的线性特性近似变换为要求输出特性。最终，如图12(b)所示，与检测温度相应的A/D变换数据成为单调增加的线性而输出。以下做更具体的说明。
[0042]如图8(a)所示，本实施方式的温