JP2001021417A - Radiation thermometer - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象から放射
される赤外線により測定対象の温度を測定する放射温度
計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation thermometer for measuring the temperature of an object to be measured by infrared rays emitted from the object to be measured.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の放射温度計としては、例えば特
開平8−145800号公報に開示されている方式で測
定する赤外線体温計が知られている。この赤外線体温計
は赤外線センサと、耳孔からの赤外線を取り込むプロー
ブと、赤外線センサ自身の温度を検出する温度センサ
と、赤外線センサの出力及び温度センサの出力を増幅す
るプリアンプ(増幅器)と、プリアンプによって増幅さ
れた赤外線センサの出力及び温度センサの出力をA/D変
換するA/Dコンバータと、A/D変換された赤外線センサの
出力及び温度センサの出力から測定対象の温度を算出す
るCPUとを備えている。2. Description of the Related Art As a radiation thermometer of this type, for example, an infrared thermometer for measuring by a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-145800 is known. This infrared thermometer is an infrared sensor, a probe that captures infrared rays from the ear canal, a temperature sensor that detects the temperature of the infrared sensor itself, a preamplifier (amplifier) that amplifies the output of the infrared sensor and the output of the temperature sensor, and an amplifier that is amplified by the preamplifier. An A / D converter for A / D converting the output of the infrared sensor and the output of the temperature sensor, and a CPU for calculating the temperature of the measurement target from the output of the A / D converted infrared sensor and the output of the temperature sensor ing.
【0003】このような赤外線体温計では、CPUがデジ
タルデータとして取り込んだ赤外線センサの出力及び温
度センサの出力から所定の算出式に基づき(例えば特開
昭61−117422号公報参照)、測定対象の温度を
算出している。In such an infrared thermometer, the temperature of the object to be measured is determined based on a predetermined calculation formula from the output of the infrared sensor and the output of the temperature sensor, which are captured as digital data by the CPU (for example, see JP-A-61-117422). Is calculated.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、赤外線体温計を構成する電
子回路部品の素子性能、回路構成に依存する誤差要因や
環境温度の影響により測定精度あるいは測定信頼性を上
げることが困難となっている。以下、その要因ごとに問
題点を列挙する。However, in the case of the above prior art, however, the measurement accuracy or the measurement accuracy or the influence of the environmental temperature due to the element performance of the electronic circuit components constituting the infrared thermometer, the error factors depending on the circuit configuration, and the environmental temperature. It is difficult to increase measurement reliability. The problems are listed below for each factor.
【0005】第1に、CPUに与えられるデジタルデータ
には、A/Dコンバータの素子特性、特に変換直線性の良
し悪し(A/D変換出力が正しく入力信号レベルに比例す
るか否か)に依存して誤差が混入する。具体的には、A/
Dコンバータとして典型的な2重積分型A/Dコンバータを
使用する場合、その積分回路を構成するコンデンサ素子
の漏れ電流によって変換直線性が悪化し、結果的に上記
のような赤外線体温計において測定誤差が発生する要因
になっている。[0005] First, digital data given to the CPU includes element characteristics of the A / D converter, particularly, whether the conversion linearity is good or not (whether the A / D conversion output is correctly proportional to the input signal level). Error is mixed. Specifically, A /
When a typical double integration type A / D converter is used as the D converter, the conversion linearity deteriorates due to the leakage current of the capacitor element constituting the integration circuit, and as a result, the measurement error in the infrared thermometer as described above. Is the cause of the occurrence.
【0006】第2に、上記構成のような赤外線体温計で
使用する温度センサとしては、サーミスタ等の測温抵抗
材料が使用される場合が多く、これは抵抗値の変化に基
づいて赤外線センサ自身の温度を測定するものであるた
め、そのサーミスタの抵抗値を検出するための回路が、
絶縁漏れ抵抗を通じて赤外線センサの出力回路に、等価
的に並列接続されることになり、赤外線センサの出力を
リークさせて、その一部がCPUに取り込まれない原因と
なっている。Second, as a temperature sensor used in the infrared thermometer having the above-mentioned structure, a temperature-measuring resistance material such as a thermistor is often used. This is based on a change in the resistance value of the infrared sensor itself. Because it measures temperature, the circuit for detecting the resistance value of the thermistor is:
It is equivalently connected in parallel to the output circuit of the infrared sensor through the insulation leakage resistance, causing the output of the infrared sensor to leak and causing a part of the output not to be taken into the CPU.
【0007】第3に、増幅器には一般的に入力回路のオ
フセット電圧(またはオフセット電流)が存在し、これ
によって出力電圧のレベルが大きくシフトすることが知
られている。ここでオフセット電圧とは、増幅器に入力
信号のない状態で出力端子に現われる出力電圧を入力側
の電圧に換算した電圧をいう。このオフセット電圧を解
消する方法として入力端子にオフセット電圧と逆方向の
電圧を印加する方法や増幅器内部のトランジスタのバイ
アス調整を行う方法が知られている(岡村廸夫著 CQ出
版刊 「OPアンプ回路の設計」)。しかし、このような
方法は必ずしも温度変化に対して安定でなく、また、部
品点数の増加と回路の複雑さを招くという問題がある。Third, it is known that an amplifier generally has an offset voltage (or offset current) of an input circuit, and the level of an output voltage is largely shifted by the offset voltage (or offset current). Here, the offset voltage refers to a voltage obtained by converting an output voltage appearing at an output terminal in the absence of an input signal into an amplifier into a voltage on the input side. As a method of eliminating the offset voltage, a method of applying a voltage in a direction opposite to the offset voltage to the input terminal and a method of adjusting the bias of the transistor inside the amplifier are known. design"). However, there is a problem that such a method is not always stable against a change in temperature, and also causes an increase in the number of parts and complexity of the circuit.
【0008】第4に、上記のような増幅器のオフセット
電圧が重畳された信号がA/Dコンバータに入力されるとA
/D変換可能な入力信号レベルに占める信号成分が減少す
る。この場合、増幅器のゲインを上げるとA/Dコンバー
タの許容入力信号レベルを越えてしまうため、増幅器の
ゲインを低く押さえざるを得ない。その結果、赤外線セ
ンサの出力及び温度センサの出力としての信号成分が小
さくなり結果的に測定誤差を生じる要因となる。Fourth, when a signal on which the offset voltage of the amplifier as described above is superimposed is input to the A / D converter, A
The signal component occupying the input signal level that can be / D converted is reduced. In this case, if the gain of the amplifier is increased, it exceeds the allowable input signal level of the A / D converter, so that the gain of the amplifier must be kept low. As a result, the signal components as the output of the infrared sensor and the output of the temperature sensor become small, resulting in a measurement error.
【0009】第5に、上記のような赤外線体温計で赤外
線センサとして典型的に使用されるサーモパイルは、赤
外線センサ自身の温度と測定対象の温度との温度差によ
って起電力を生じるセンサであり、とくに体温計として
使用する場合に使用環境の温度と測定対象の温度との温
度差が安定した状態でないと測定誤差が生じることにな
る。Fifth, a thermopile typically used as an infrared sensor in the infrared thermometer as described above is a sensor that generates an electromotive force due to a temperature difference between the temperature of the infrared sensor itself and the temperature of the object to be measured. When used as a thermometer, a measurement error occurs unless the temperature difference between the temperature of the use environment and the temperature of the measurement target is not stable.
【0010】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、放射温度計を構成
する回路部品の素子特性や回路構成による誤差要因を排
除し、高精度の測定が可能な放射温度計を提供すること
にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to eliminate an error factor due to an element characteristic or a circuit configuration of a circuit component constituting a radiation thermometer, and to provide a highly accurate measurement. It is to provide a radiation thermometer which can be used.
【0011】また、誤差を生じやすい環境における放射
温度計の使用を防止し、信頼性の高い測定が可能な放射
温度計を提供することにある。It is another object of the present invention to provide a radiation thermometer capable of preventing a radiation thermometer from being used in an environment where an error is likely to occur and performing highly reliable measurement.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の構成を採用する。すなわち、本発明
は、測定対象から放射される赤外線の量に応じたセンサ
出力信号を出力する赤外線センサと、この赤外線センサ
自身の温度に応じたセンサ温度信号を出力する温度セン
サとを備えた放射体温計であり、さらに以下の構成を含
むものである。To achieve the above object, the present invention employs the following constitution. That is, the present invention provides an emission sensor including an infrared sensor that outputs a sensor output signal corresponding to the amount of infrared light emitted from a measurement target, and a temperature sensor that outputs a sensor temperature signal corresponding to the temperature of the infrared sensor itself. It is a thermometer and further includes the following configuration.
【0013】第1に、本発明は、センサ出力信号及び上
記センサ温度信号をデジタルデータに変換するA/Dコン
バータと、このA/Dコンバータによって得られたデジタ
ルデータに基づき測定対象の温度を算出する制御部とを
さらに備える。First, the present invention provides an A / D converter for converting a sensor output signal and the sensor temperature signal into digital data, and calculates a temperature of an object to be measured based on the digital data obtained by the A / D converter. And a control unit that performs the control.
【0014】この制御部は、基準となる入力信号として
の基準入力信号が上記A/Dコンバータによって変換され
たデジタルデータと、この基準入力信号に係る情報との
関係から上記A/Dコンバータの変換直線性を測定し、こ
の変換直線性に基づいて、上記センサ出力信号から変換
されたデジタルデータと上記センサ温度信号から変換さ
れたデジタルデータとの少なくとも一方を補正して測定
対象の温度を算出する。The control unit is configured to convert the reference input signal as the reference input signal by the A / D converter based on a relationship between the digital data obtained by the A / D converter and information on the reference input signal. The linearity is measured, and at least one of the digital data converted from the sensor output signal and the digital data converted from the sensor temperature signal is corrected based on the converted linearity to calculate the temperature of the measurement target. .
【0015】その場合に、測定された変換直線性の理想
の変換直線性に対する偏差が所定値以上である場合に、
測定ができないことを報知する報知手段ををさらに備え
てもよい。In this case, when the deviation of the measured conversion linearity from the ideal conversion linearity is not less than a predetermined value,
It may further include a notifying unit for notifying that measurement cannot be performed.
【0016】また、上記A/Dコンバータは、上記制御部
によって充電時間を設定可能な積分器を含み、上記制御
部は、複数種類の異なる充電時間を設定して上記A/Dコ
ンバータにより基準入力信号から変換された複数種類の
デジタルデータを求め、この複数種類のデジタルデータ
と上記充電時間との関係から変換直線性を検出してもよ
い。Further, the A / D converter includes an integrator capable of setting a charging time by the control unit. The control unit sets a plurality of different charging times and sets a reference input by the A / D converter. A plurality of types of digital data converted from the signal may be obtained, and the conversion linearity may be detected from the relationship between the plurality of types of digital data and the charging time.
【0017】また上記制御部は、上記A/Dコンバータに
よって基準となる入力信号としての基準入力信号から変
換されたデジタルデータと、その基準入力信号に係る情
報との関係から上記積分器の漏れ抵抗を算出し、この漏
れ抵抗に基づいて、各センサの測定量を補正してもよ
い。[0017] The control unit may determine a leakage resistance of the integrator based on a relationship between digital data converted from a reference input signal as an input signal to be a reference by the A / D converter and information related to the reference input signal. May be calculated, and the measured amount of each sensor may be corrected based on the leakage resistance.
【0018】第2に、本発明は、上記温度センサが、上
記赤外線センサに接触する状態で設けられた放射体温計
であり、上記温度センサと上記赤外線センサとが接触し
ていることに起因して生じる漏れ電流が上記センサ出力
信号に影響を与えることを防止する接触漏れ電流防止手
段を備える。Secondly, the present invention is a radiation thermometer provided in such a manner that the temperature sensor is in contact with the infrared sensor, and the temperature sensor is in contact with the infrared sensor. A contact leakage current prevention means is provided for preventing the generated leakage current from affecting the sensor output signal.
【0019】第3に、本発明は、上記センサ出力信号を
増幅するための反転入力端子及び非反転入力端子を含む
増幅器と、上記センサ出力信号を上記反転入力端子また
は上記非反転入力端子のいずれか一方に接続するための
入力スイッチ部と、上記増幅器によって増幅されたセン
サ出力信号及び上記センサ温度信号に基づき測定対象の
温度を算出する制御部とを備える。Third, the present invention provides an amplifier including an inverting input terminal and a non-inverting input terminal for amplifying the sensor output signal, and an amplifier for converting the sensor output signal to the inverting input terminal or the non-inverting input terminal. An input switch section for connecting to one of them, and a control section for calculating a temperature of a measurement target based on the sensor output signal amplified by the amplifier and the sensor temperature signal.
【0020】上記制御部は、上記反転入力端子から増幅
させた上記センサ出力信号と、上記非反転入力端子から
増幅させた上記センサ出力信号との差分信号に基づき測
定対象の温度を算出する。The control section calculates the temperature of the object to be measured based on a difference signal between the sensor output signal amplified from the inverting input terminal and the sensor output signal amplified from the non-inverting input terminal.
【0021】第4に、本発明は、上記センサ出力信号に
バイアスを重畳するためのバイアス発生源と、上記セン
サ出力信号を増幅する増幅器と、上記増幅されたセンサ
出力信号及び上記センサ温度信号をデジタルデータに変
換するA/Dコンバータと、このA/Dコンバータによって得
られたデジタルデータに基づき測定対象の温度を算出す
る制御部とを備える。Fourth, the present invention provides a bias generation source for superimposing a bias on the sensor output signal, an amplifier for amplifying the sensor output signal, and an amplifier for amplifying the sensor output signal and the sensor temperature signal. An A / D converter that converts the data into digital data and a control unit that calculates the temperature of the measurement target based on the digital data obtained by the A / D converter are provided.
【0022】上記バイアス発生源のバイアスは、上記増
幅されたセンサ出力信号が上記A/Dコンバータの所定の
入力信号許容範囲に収まるように制御される。The bias of the bias source is controlled such that the amplified sensor output signal falls within a predetermined input signal allowable range of the A / D converter.
【0023】上記バイアス発生源のバイアスは、予め設
定された測定対象の予測温度と上記センサ温度信号から
変換されたデジタルデータとに基づいて制御されるよう
にしてもよい。The bias of the bias generation source may be controlled based on a preset predicted temperature of the measurement object and digital data converted from the sensor temperature signal.
【0024】上記センサ出力信号を増幅する増幅器を含
む場合は、予め設定された測定対象の予測温度と上記セ
ンサ温度信号とに基づいて、センサ出力信号を増幅する
増幅器の利得を制御してもよい。When an amplifier for amplifying the sensor output signal is included, the gain of the amplifier for amplifying the sensor output signal may be controlled based on a preset temperature of the object to be measured and the sensor temperature signal. .
【0025】上記A/Dコンバータが積分器を含む場合
に、予め設定された測定対象の予測温度と上記センサ温
度信号とに基づいて、センサ出力信号をA/D変換するA/D
コンバータに含まれる積分器の充電時間を制御してもよ
い。When the A / D converter includes an integrator, an A / D converter for A / D-converting a sensor output signal based on a preset predicted temperature of the object to be measured and the sensor temperature signal.
The charging time of the integrator included in the converter may be controlled.
【0026】第5に、本発明は、上記センサ出力信号及
び上記センサ温度信号をデジタルデータに変換するA/D
コンバータと、このA/Dコンバータによって得られたデ
ジタルデータに基づいて測定対象の温度を算出する制御
部とを備える。Fifth, the present invention provides an A / D converter for converting the sensor output signal and the sensor temperature signal into digital data.
A converter and a control unit for calculating the temperature of the measurement target based on the digital data obtained by the A / D converter are provided.
【0027】上記制御部は、上記センサ温度信号から上
記A/Dコンバータによって変換されるデジタルデータを
所定時間ごとに読み取るものである。The control section reads digital data converted by the A / D converter from the sensor temperature signal at predetermined time intervals.
【0028】A/Dコンバータから制御部への、センサ温
度信号が変換されたデジタルデータの入力終了時には、
上記温度センサまたは上記A/Dコンバータへの電力供給
が停止され、上記センサ温度信号が変換されたデジタル
データの入力開始時には、電力供給が停止された状態に
ある上記温度センサまたは上記A/Dコンバータへの電力
供給が再開されるようにしてもよい。At the end of input of the digital data converted from the sensor temperature signal from the A / D converter to the control unit,
When the power supply to the temperature sensor or the A / D converter is stopped and the input of the digital data converted from the sensor temperature signal is started, the temperature sensor or the A / D converter in the power supply stopped state May be restarted.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
好適な実施の形態を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0030】(実施の形態1)図1及び図2を参照し
て、実施の形態1に係る放射体温計について説明する。
図1は本発明の実施の形態1に係る放射体温計のブロッ
ク図であり、図2はその作用を示すフローチャートであ
る。(Embodiment 1) A radiation thermometer according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
FIG. 1 is a block diagram of a radiation thermometer according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing the operation.
【0031】<放射体温計の構成>この放射体温計の構
成を示すブロック図を図1に示す。この放射体温計は、
測定対象(例えば、耳孔内の鼓膜)から放射される赤外
線を検出する赤外線センサ1と、この赤外線センサ1自
身の温度を測定する温度センサ2と、赤外線センサ1の
出力(センサ出力信号)及び温度センサ2の出力(セン
サ温度信号)を受けて、これらを増幅する増幅器3と、
基準入力電圧としての基準電圧を発生する基準電圧発生
部11と、増幅器3により増幅されたセンサ出力信号,
センサ温度信号及び基準入力電圧をデジタルデータに変
換するA/Dコンバータ4と、入力される切換信号に応じ
て上記増幅器3により増幅されたセンサ出力信号、セン
サ温度信号、基準入力電圧のいずれかをA/Dコンバータ
4の入力回路に接続する信号選択回路10と、制御プロ
グラムを実行してA/Dコンバータ4によってデジタルデ
ータに変換されたセンサ出力信号とセンサ温度信号とに
基づき測定対象の温度を算出するCPU5(制御部に相
当)と、CPU5が算出した測定対象の温度を表示するLCD
6(液晶ディスプレイ)と、制御プログラムやデータを
格納するメモリ7とを備える。<Configuration of Radiation Thermometer> FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the radiation thermometer. This radiation thermometer,
An infrared sensor 1 that detects infrared rays emitted from a measurement target (for example, an eardrum in an ear canal); a temperature sensor 2 that measures the temperature of the infrared sensor 1 itself; an output (sensor output signal) and a temperature of the infrared sensor 1 An amplifier 3 that receives the output (sensor temperature signal) of the sensor 2 and amplifies the output;
A reference voltage generator 11 for generating a reference voltage as a reference input voltage; a sensor output signal amplified by the amplifier 3;
An A / D converter 4 for converting a sensor temperature signal and a reference input voltage into digital data; and a sensor output signal, a sensor temperature signal, and a reference input voltage amplified by the amplifier 3 in accordance with an input switching signal. A signal selection circuit 10 connected to the input circuit of the A / D converter 4, and a control target program which executes a control program and converts the temperature of the measurement target based on the sensor output signal and the sensor temperature signal converted into digital data by the A / D converter 4. CPU 5 (corresponding to a control unit) to calculate, and LCD for displaying the temperature of the measurement target calculated by CPU 5
6 (liquid crystal display) and a memory 7 for storing control programs and data.
【0032】赤外線センサ1は、サーモパイルで構成さ
れ、測定対象からの赤外線を受けてセンサ出力信号(起
電力)を発生する。The infrared sensor 1 is composed of a thermopile, and generates a sensor output signal (electromotive force) by receiving infrared rays from the object to be measured.
【0033】温度センサ2は、サーミスタで構成され、
赤外線センサ1に接触して赤外線センサ1自身の温度の
変化を抵抗値の変化として検出する。この抵抗の変化に
よるサーミスタ両端の電圧の変化がセンサ温度信号に相
当する。The temperature sensor 2 is composed of a thermistor,
A contact with the infrared sensor 1 detects a change in temperature of the infrared sensor 1 itself as a change in resistance value. The change in the voltage across the thermistor due to the change in the resistance corresponds to the sensor temperature signal.
【0034】増幅器3は、赤外線センサ1の出力(セン
サ出力信号)及び温度センサ2の出力(センサ温度信
号)を受けて、これをA/Dコンバータ4において変換可
能な信号レベルまで増幅する。The amplifier 3 receives the output of the infrared sensor 1 (sensor output signal) and the output of the temperature sensor 2 (sensor temperature signal), and amplifies the output to a signal level convertible by the A / D converter 4.
【0035】基準電圧発生部11から発せられる電圧
は、CPU5がA/Dコンバータ4の変換直線性を測定する際
の基準入力電圧として使用される。The voltage generated from the reference voltage generator 11 is used as a reference input voltage when the CPU 5 measures the conversion linearity of the A / D converter 4.
【0036】信号選択回路10は、CPU5から入力され
る切換信号に応じて増幅器3で増幅されたセンサ出力信
号、センサ温度信号、基準電圧発生部11の発生する基
準入力電圧のいずれか一つをA/Dコンバータ4の入力端
子に接続する。The signal selection circuit 10 selects one of the sensor output signal amplified by the amplifier 3 in accordance with the switching signal input from the CPU 5, the sensor temperature signal, and the reference input voltage generated by the reference voltage generator 11. Connect to the input terminal of A / D converter 4.
【0037】A/Dコンバータ4及びCPU5の処理について
は以下に詳しく説明する。 <A/Dコンバータの変換方式>A/Dコンバータ4は、増幅
器3によって増幅されたセンサ出力信号及びセンサ温度
信号をデジタルデータに変換する。本実施の形態では、
A/Dコンバータ4として積分回路(積分器に相当)、コ
ンパレータ及びカウンタからなる2重積分型のA/Dコン
バータを採用する(例えば、伊東規之著 日本理工出版
会刊 「ディジタル回路」16.3節二重積分型ADコンバー
タ参照)。図14に2重積分型のA/Dコンバータの構成
を示す。The processing of the A / D converter 4 and the CPU 5 will be described in detail below. <Conversion method of A / D converter> The A / D converter 4 converts the sensor output signal and the sensor temperature signal amplified by the amplifier 3 into digital data. In the present embodiment,
As the A / D converter 4, a double integration type A / D converter composed of an integrating circuit (corresponding to an integrator), a comparator, and a counter is adopted (for example, Noriyuki Ito, "Digital Circuit" published by Nihon Riko Publishing Co., Ltd., Section 16.3, Section 2) Refer to the multiple integration type AD converter). FIG. 14 shows a configuration of a double integration type A / D converter.
【0038】この方式のA/Dコンバータは変換対象であ
る入力信号V1を一定期間T1(以下充電時間と呼ぶ)積
分回路で積分し、これを既知の放電用リファレンス電圧
V2で放電し、その放電に要した時間T2(実際にはカウン
タで計測されたクロック数)と上記充電時間T1と放電用
リファレンス電圧V2とから入力信号V1のデジタルデータ
を得るものである。この関係は次の(式1)で表され
る。The A / D converter of this system integrates an input signal V1 to be converted by an integration circuit for a fixed period T1 (hereinafter referred to as a charging time), and integrates this with a known discharge reference voltage.
Discharge is performed at V2, and digital data of the input signal V1 is obtained from the time T2 required for the discharge (actually, the number of clocks measured by the counter), the charging time T1, and the discharge reference voltage V2. This relationship is represented by the following (Equation 1).
【0039】 T2 = -T1×(V1-V3)/(V2-V3) .....(式1) ここで、V1:入力信号の電圧である。T2 = −T1 × (V1-V3) / (V2-V3) (1) where V1 is the voltage of the input signal.
【0040】V2:放電用リファレンス電圧である。V2: Reference voltage for discharge.
【0041】V3:A/Dコンバータ4の基準電位である。V3: Reference potential of the A / D converter 4.
【0042】T1:入力信号による積分回路の充電時間で
ある。T1 is the charging time of the integrating circuit by the input signal.
【0043】T2:放電時間である。T2: Discharge time.
【0044】基準電位V3を基準とした入力信号電圧(V1
-V3)は、放電時間T2に比例するので、放電時間T2の間
オンとなるゲート信号により、基準クロックパルスを通
過させてカウンタでカウントすることにより、そのカウ
ンタ値からA/D変換後のデジタルデータを得ることがで
きる。 <CPUの処理>CPU5は、メモリ7に記憶された制御プロ
グラムを実行し、デジタルデータに変換されたセンサ出
力信号及びセンサ温度信号から測定対象の温度を算出す
る。その際CPU5は、上記信号選択回路10に切換信号
を入力することで、信号選択回路10からA/Dコンバー
タ4に基準入力電圧を与えて、A/Dコンバータ4の変換
直線性を予め測定しておき、その結果に基づいて、上記
測定対象の温度を補正する。以下このCPU5の処理につ
いて詳しく説明する。The input signal voltage (V1
-V3) is proportional to the discharge time T2, so the gate signal that is turned on during the discharge time T2 passes the reference clock pulse and counts with a counter. Data can be obtained. <Process of CPU> The CPU 5 executes the control program stored in the memory 7 and calculates the temperature of the measurement target from the sensor output signal and the sensor temperature signal converted into digital data. At that time, the CPU 5 supplies a reference input voltage from the signal selection circuit 10 to the A / D converter 4 by inputting a switching signal to the signal selection circuit 10 and measures the conversion linearity of the A / D converter 4 in advance. In advance, the temperature of the measurement target is corrected based on the result. Hereinafter, the processing of the CPU 5 will be described in detail.
【0045】今、上記2重積分型A/Dコンバータにおい
て、T1a、T1bという2種類の充電時間で同一の基準入力
電圧をA/D変換したときに得られるA/D変換出力(デジタ
ルデータ)をADa、ADbとすると、上記(式1)が成立す
る場合には、 T1a/T1b = ADa/ADb .....(式2) が成立する。すなわち、同一の入力信号をA/D変換した
場合でも、A/D変換出力はその積分回路の充電時間に比
例したものとなる。これは等価的に、(式1)において
同一の充電時間T1で、種々の入力信号電圧(V1-V3)をA/D
変換した場合と同一の結果を表している。Now, in the above-mentioned double integration type A / D converter, an A / D conversion output (digital data) obtained when the same reference input voltage is A / D converted in two kinds of charging times T1a and T1b. Are ADa and ADb, and when the above (Equation 1) is satisfied, T1a / T1b = ADa / ADb... (Equation 2) is satisfied. That is, even when the same input signal is A / D converted, the A / D conversion output is proportional to the charging time of the integration circuit. This is equivalent to changing the various input signal voltages (V1-V3) to A / D at the same charging time T1 in (Equation 1).
The result is the same as the result of the conversion.
【0046】しかし、実際の2重積分型A/Dコンバータ
においては、積分回路のコンデンサの漏れ電流等の影響
により、必ずしも(式2)は成立しない。これは等価的
には同一の充電時間で種々の入力信号電圧をA/D変換し
た場合に必ずしも入力信号電圧に比例したA/D変換出力
(デジタルデータ)が得られないこと、すなわち、2重
積分型A/Dコンバータの変換直線性における誤差を表し
ている。そこで X = T1a/T1b - ADa/ADb .....(式3) を充電時間を変更して測定し、この誤差を予め求めてお
けば、実際のA/D変換出力(デジタルデータ)を補正す
ることができる。However, in an actual double integration type A / D converter, (Equation 2) is not always satisfied due to the influence of the leakage current of the capacitor of the integration circuit. This is equivalent to the fact that when various input signal voltages are A / D converted in the same charging time, an A / D conversion output (digital data) that is not necessarily proportional to the input signal voltage is obtained, that is, a double It shows an error in the conversion linearity of the integrating A / D converter. Then, X = T1a / T1b-ADa / ADb ..... (Equation 3) is measured by changing the charging time, and if this error is obtained in advance, the actual A / D conversion output (digital data) can be calculated. Can be corrected.
【0047】図3は、充電時間を横軸にして、種々の充
電時間において同一の基準入力電圧をA/D変換して測定
した出力(デジタルデータ)を縦軸にして、実測値10
1を複数個プロットした例を実線で図示された理論値1
00と共に示すグラフである。図3において、複数の実
測値101が変換直線性に相当し、理論値100が理想
の変換直線性に相当する。FIG. 3 is a graph in which the charging time is plotted on the horizontal axis, the output (digital data) measured by A / D conversion of the same reference input voltage at various charging times is plotted on the vertical axis.
Theoretical value 1 shown by a solid line in an example in which a plurality of 1s are plotted.
It is a graph shown with 00. In FIG. 3, a plurality of measured values 101 correspond to conversion linearity, and a theoretical value 100 corresponds to ideal conversion linearity.
【0048】さらに、図4は、図3に示されたA/D変換
出力(デジタルデータ)の実測値101を横軸にして、
その時の理論値(理想の変換直線性)からの誤差を縦軸
にしてプロットした結果得られる誤差曲線102を示す
グラフである。この図4の実験式(誤差曲線)から求め
られる値で実際のA/D変換出力(デジタルデータ)を補
正すれば、図3に示した変換直線性の理論値100から
の誤差を解消することができる。このような実験式は、
最小2乗法により一般的に求めることができる。FIG. 4 is a graph in which the measured value 101 of the A / D conversion output (digital data) shown in FIG.
12 is a graph showing an error curve 102 obtained by plotting an error from a theoretical value (ideal conversion linearity) at that time on a vertical axis. Correcting the actual A / D conversion output (digital data) with the value obtained from the empirical formula (error curve) in FIG. 4 eliminates the error from the theoretical value 100 of the conversion linearity shown in FIG. Can be. Such an empirical formula is
It can be generally obtained by the least square method.
【0049】本実施の形態では、CPU5は、予め測定さ
れた変換直線性のデータから図4に示したような誤差曲
線102(実験式)の係数をメモリ7に保持し、この誤
差曲線102を用いてA/D変換出力(デジタルデータ)
を補正し、補正後のデジタルデータに基づき測定対象
(鼓膜)の温度を算出する。 <動作例>次に、図1に示した放射体温計の全体の動作
例を図2のフローチャートに従って説明する。In this embodiment, the CPU 5 stores the coefficient of the error curve 102 (experimental formula) shown in FIG. A / D conversion output (digital data)
Is corrected, and the temperature of the measurement target (the eardrum) is calculated based on the corrected digital data. <Example of Operation> Next, an example of the entire operation of the radiation thermometer shown in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0050】まず、不図示の電源スイッチがONにされる
と(ステップ101(以下S101と略す))、CPU5
はメモリ7上に格納された制御プログラムを実行して以
下の動作を実行する。First, when a power switch (not shown) is turned on (step 101 (hereinafter abbreviated as S101)), the CPU 5
Executes the control program stored in the memory 7 to execute the following operation.
【0051】まず、CPU5は、信号選択回路10を制御
し、基準電圧発生部11からの基準入力電圧をA/Dコン
バータ4の入力端子に接続させた後、積分回路を充電す
るための複数の充電時間をA/Dコンバータ4に設定してA
/D変換を複数回実行させ、図4に示した変換直線性の誤
差曲線102を求める(S102)。その後、CPU5は
待機状態に入る(S103)。First, the CPU 5 controls the signal selection circuit 10 to connect the reference input voltage from the reference voltage generation unit 11 to the input terminal of the A / D converter 4 and then to charge the integration circuit with a plurality of charges. Set the charging time to A / D converter 4 and
The / D conversion is executed a plurality of times to obtain an error curve 102 of the conversion linearity shown in FIG. 4 (S102). Thereafter, the CPU 5 enters a standby state (S103).
【0052】不図示の測定開始スイッチが押されると、
CPU5は測定開始スイッチが押されたことを検知し、そ
の検知をトリガとして、測定を開始する(S104)。When a measurement start switch (not shown) is pressed,
The CPU 5 detects that the measurement start switch has been pressed, and starts the measurement using the detection as a trigger (S104).
【0053】まず、温度センサ2のセンサ温度信号をA/
D変換し、そのデジタルデータを求める(S105)。First, the sensor temperature signal of the temperature sensor 2 is expressed by A /
D conversion is performed to obtain the digital data (S105).
【0054】次に赤外線センサ1のセンサ出力信号をA/
D変換し、そのデジタルデータを求める(S106)。Next, the sensor output signal of the infrared sensor 1 is set to A /
D conversion is performed to obtain the digital data (S106).
【0055】次に、CPU5は、上記S102の処理で求
めておいた変換直線性の誤差曲線102から上記センサ
温度信号及びセンサ出力信号のA/D変換補正値を求める
(S107)。Next, the CPU 5 calculates an A / D conversion correction value of the sensor temperature signal and the sensor output signal from the error curve 102 of the conversion linearity obtained in the processing of S102 (S107).
【0056】その後、上記A/D変換補正値を用いて、S
105及びS106の処理で得たセンサ温度信号及びセ
ンサ出力信号のデジタルデータを補正した後、これらを
用いて測定対象の温度を求め、LCD6に表示する(S1
08)。Then, using the A / D conversion correction value, S
After correcting the digital data of the sensor temperature signal and the sensor output signal obtained in the processes of 105 and S106, the temperature of the measurement target is obtained using these, and displayed on the LCD 6 (S1).
08).
【0057】このようにして、電源スイッチがONにされ
るたびに、CPU5がA/Dコンバータ4の変換直線性を求め
て理論値からのずれによる誤差を補正するので、A/Dコ
ンバータ4に経時変化や温度変化が生じても、その変化
に応じて変換直線性の理論値からのずれによる誤差が補
正されたA/D変換出力を用いて、測定対象の温度が求め
られる。従って、放射体温計による温度測定の精度を高
めることができる。 <変形例>上記図1の構成では、基準電圧発生部11の
出力(基準入力電圧)を直接信号選択回路10を通じて
A/Dコンバータ4に接続しているが、これに代えて、基
準電圧発生部11からの基準入力電圧が増幅器3を通じ
て信号選択回路10に入力されるようにしてもよい。そ
のようにすることで、増幅器3とA/Dコンバータ4を合
わせた変換直線性の測定及び補正が可能になる。In this way, every time the power switch is turned on, the CPU 5 obtains the conversion linearity of the A / D converter 4 and corrects the error due to the deviation from the theoretical value. Even if a change with time or a change in temperature occurs, the temperature of the measurement target is obtained using the A / D conversion output in which an error due to a deviation from the theoretical value of the conversion linearity is corrected in accordance with the change. Therefore, the accuracy of the temperature measurement by the radiation thermometer can be improved. <Modification> In the configuration of FIG. 1 described above, the output (reference input voltage) of the reference voltage generator 11 is directly transmitted through the signal selection circuit 10.
Although connected to the A / D converter 4, the reference input voltage from the reference voltage generator 11 may be input to the signal selection circuit 10 through the amplifier 3 instead. By doing so, the conversion linearity of the amplifier 3 and the A / D converter 4 can be measured and corrected.
【0058】なお、赤外線センサ1または温度センサ2
の出力信号が十分に大きく、A/Dコンバータ4で変換可
能な場合には、これらの信号を直接A/Dコンバータ4でA
/D変換するようにすれば、増幅器3を省略することがで
きる。The infrared sensor 1 or the temperature sensor 2
If the output signal is sufficiently large and can be converted by the A / D converter 4, these signals are directly converted by the A / D converter 4
If the / D conversion is performed, the amplifier 3 can be omitted.
【0059】本実施の形態では、一般的にA/Dコンバー
タ4の変換直線性を測定してデジタルデータを補正して
いるが、図3または図4で例示したような誤差の発生要
因をA/Dコンバータ4における積分回路内のコンデンサ
の漏れ電流と仮定し、その漏れ抵抗を求めることでデジ
タルデータを補正してもよい。In this embodiment, the digital data is corrected by generally measuring the conversion linearity of the A / D converter 4. However, the cause of the error as illustrated in FIG. 3 or FIG. Digital data may be corrected by assuming a leakage current of a capacitor in the integration circuit in the / D converter 4 and obtaining the leakage resistance.
【0060】今、積分回路の抵抗をR、静電容量をC、
積分された信号の出力電圧をV0とすると入力信号電圧が
基準入力電圧Vi(一定)の場合に積分回路の出力電圧は
次の(式4)で表される。 V0 = ViT1/CR ..... (式4) ここでT1は積分回路の充電時間である。Now, the resistance of the integration circuit is R, the capacitance is C,
Assuming that the output voltage of the integrated signal is V0, when the input signal voltage is the reference input voltage Vi (constant), the output voltage of the integration circuit is expressed by the following (Equation 4). V0 = ViT1 / CR (Equation 4) Here, T1 is a charging time of the integration circuit.
【0061】しかし、積分回路のコンデンサに漏れ電流
があってこれをΔi1(その時の等価的な漏れ抵抗値をr
1)とすると出力電圧は以下の(式5)のようになる。However, there is a leakage current in the capacitor of the integration circuit, which is Δi1 (the equivalent leakage resistance value at that time is represented by r
Assuming 1), the output voltage is as shown in the following (Equation 5).
【0062】 一方、V0に充電された積分回路のコンデンサを基準リフ
ァレンス電圧Vrで放電すると V0 = VrT2/CR ..... (式6) ここでT2は積分回路の放電時間である。[0062] On the other hand, when the capacitor of the integrating circuit charged to V0 is discharged at the reference voltage Vr, V0 = VrT2 / CR (6) where T2 is the discharging time of the integrating circuit.
【0063】しかし、積分回路のコンデンサに漏れ電流
があってこれをΔi2(その時の等価的な漏れ抵抗値をr
2)とすると出力電圧は以下の(式7)のようになる。However, there is a leakage current in the capacitor of the integration circuit, which is represented by Δi2 (the equivalent leakage resistance value at that time is represented by r
Assuming 2), the output voltage is as shown in the following (Equation 7).
【0064】 従って、A/Dコンバータ4の積分回路に既知の基準入力
電圧Viを入力し、所定の充電時間T1で積分したときの
積分回路出力V0の実測値と理論式(式4)によって算出
した値との差から上記(式5)に従って漏れ抵抗r1を求
め、さらに充電された電圧V0を放電用リファレンス電圧
Vrで放電したときの放電時間T2の実測値と理論式(式
6)との差から(式7)に従って漏れ抵抗r2を算出する
ことができる。[0064] Therefore, a known reference input voltage Vi is input to the integration circuit of the A / D converter 4, and the actual measured value of the integration circuit output V0 when the integration is performed for a predetermined charging time T1 and the value calculated by the theoretical equation (Equation 4) The leakage resistance r1 is calculated from the difference (Eq. 5), and the charged voltage V0 is used as a reference voltage for discharging.
The leakage resistance r2 can be calculated according to (Equation 7) from the difference between the measured value of the discharge time T2 when discharging at Vr and the theoretical equation (Equation 6).
【0065】そこで、これらのR及びr1、r2をメモリ
に保持しておき、CPU5がA/Dコンバータ4の出力を(式
5)及び(式7)に従って補正することで、本実施の形
態と同様の結果を得ることができる。これは、変換直線
性の理論値からのずれの解釈をA/Dコンバータ4の積分
回路の漏れ抵抗として表現したものであって、実施の形
態1の一態様に含まれる。Therefore, these R, r 1, and r 2 are stored in the memory, and the CPU 5 corrects the output of the A / D converter 4 according to (Equation 5) and (Equation 7). Similar results can be obtained. This expresses the interpretation of the deviation from the theoretical value of the conversion linearity as the leakage resistance of the integration circuit of the A / D converter 4, and is included in one embodiment of the first embodiment.
【0066】本実施の形態では、A/Dコンバータ4とし
て2重積分型A/Dコンバータを使用したが、変換直線性
を補正する本発明の適用はこれに限定されない。要する
に基準入力信号(アナログ信号)とそのときのA/D変換
出力(デジタルデータ)の関係からA/Dコンバータ4と
しての変換直線性を予め測定しておき、その変換直線性
から実際の測定時のA/D変換出力を補正できればよい。
すなわち、本発明は、積分回路の充電時間を変更する手
段のないA/Dコンバータを備える放射体温計であって
も、基準入力信号としての複数点の電圧を発生する基準
電圧発生部11を準備すれば適用可能である。従って、
サンプルホールド回路付きのA/Dコンバータ、カウンタ
クランプ型A/Dコンバータ、逐次比較型A/Dコンバータ
等、A/D変換の方式によらず、赤外線センサ1と温度セ
ンサ2とA/Dコンバータ4とを備える方式の放射温度計
に対して本発明の適用は可能である。In this embodiment, a double integral type A / D converter is used as the A / D converter 4, but the application of the present invention for correcting the conversion linearity is not limited to this. In short, the conversion linearity as the A / D converter 4 is measured in advance from the relationship between the reference input signal (analog signal) and the A / D conversion output (digital data) at that time, and the conversion linearity is used for actual measurement. It is only necessary that the A / D conversion output can be corrected.
That is, according to the present invention, even in a radiation thermometer including an A / D converter having no means for changing the charging time of the integration circuit, the reference voltage generation unit 11 that generates voltages at a plurality of points as reference input signals can be prepared. If applicable. Therefore,
Infrared sensor 1, temperature sensor 2, and A / D converter 4 irrespective of A / D conversion method, such as A / D converter with sample and hold circuit, counter clamp A / D converter, successive approximation A / D converter, etc. The present invention can be applied to a radiation thermometer of a type including:
【0067】本実施の形態では、A/D変換出力の変換直
線性の誤差を補正する放射体温計を示したが、実測した
変換直線性が理論値と大きく乖離する場合は、補正をや
めて、その旨の表示を行うようにしてもよい。図5にそ
のような表示を行うプログラムのフローチャートを示
す。図5は図2の処理にS120〜S122の処理を追
加し、また、図2のS104以降の処理を省略したもの
である。In this embodiment, the radiation thermometer for correcting the error of the conversion linearity of the A / D conversion output is shown. However, when the measured conversion linearity greatly deviates from the theoretical value, the correction is stopped. May be displayed. FIG. 5 shows a flowchart of a program for performing such display. FIG. 5 is obtained by adding the processing of S120 to S122 to the processing of FIG. 2 and omitting the processing of S104 and subsequent steps of FIG.
【0068】この処理では、図2と同様に変換直線性を
測定した後(S102)、実測された変換直線性の理論
値からの偏差が所定範囲内か否かを判断し(S12
0)、所定範囲内であれば、図2と同様に待機状態に移
行するが(S103)、所定範囲内にない場合は、変換
直線性が劣化している旨を表示し(S121)、電源を
OFFにする(S122)。In this process, after measuring the conversion linearity in the same manner as in FIG. 2 (S102), it is determined whether or not the deviation of the actually measured conversion linearity from the theoretical value is within a predetermined range (S12).
0) If it is within the predetermined range, it shifts to the standby state as in FIG. 2 (S103), but if it is not within the predetermined range, it indicates that the conversion linearity is degraded (S121), and To
Turn off (S122).
【0069】このようにすれば、高湿度下環境や急激な
温度変化による結露が発生するような環境のため、一時
的に積分回路の漏れ電流が増加し、測定信頼性が低くな
るような状況における測定を停止し、誤差の大きい測定
結果の表示を防止することができる。In such a case, the leakage current of the integrating circuit temporarily increases due to the environment of high humidity or the environment in which dew condensation occurs due to a rapid temperature change, and the measurement reliability is lowered. Can be stopped, and the display of a measurement result having a large error can be prevented.
【0070】本実施の形態では、電源スイッチをONにす
るごとにA/D変換の変換直線性を測定する例を示した
が、これに代えて、事前に明示的な指示(例えば専用の
押ボタンによる指示)を検出して測定し、次の指示まで
その測定結果による誤差曲線を保持するようにしてもよ
い。また、タイマーにより、CPU5が実行する制御プロ
グラムに割り込みを掛けて、定期的にA/D変換の変換直
線性を測定するようにしてもよい。あるいは測定対象の
温度(体温)の測定ごとに変換直線性を求めるようにし
てもよい。In this embodiment, an example is described in which the conversion linearity of the A / D conversion is measured every time the power switch is turned on. (Instruction by button) may be detected and measured, and an error curve based on the measurement result may be held until the next instruction. The timer may interrupt the control program executed by the CPU 5 to periodically measure the conversion linearity of the A / D conversion. Alternatively, the conversion linearity may be obtained for each measurement of the temperature (body temperature) of the measurement target.
【0071】(実施の形態2)上述した実施の形態1で
は、A/D変換出力の変換直線性の誤差を補正する放射体
温計について説明したが、本実施の形態では、温度セン
サ2としてサーミスタを赤外線センサ1に接触させて使
用する場合に、赤外線センサ1と温度センサ2とが接触
していることに起因して生じる漏れ電流を防止する構成
を備えた放射体温計について説明する。(Embodiment 2) In Embodiment 1 described above, the radiation thermometer for correcting the error of the conversion linearity of the A / D conversion output has been described. In this embodiment, a thermistor is used as the temperature sensor 2. A radiation thermometer having a configuration for preventing leakage current caused by contact between the infrared sensor 1 and the temperature sensor 2 when used in contact with the infrared sensor 1 will be described.
【0072】図16は、実施の形態2よる放射体温計と
の比較のために用意した赤外線センサからの漏れ電流を
考慮しない従来の放射体温計のセンサ部分の構成図であ
る。図16に示す放射体温計は、赤外線センサ1として
サーモパイル1Aを使用し、温度センサ2としてサーミス
タ2Aを使用する。さらにサーミスタ2Aの一端は定電圧
源に接続され、他の一端が固定抵抗12を通して接地さ
れている。その他の構成及び作用については実施の形態
1と同一なので、同一の構成部分については図1を用い
て説明する。FIG. 16 is a configuration diagram of a sensor part of a conventional radiation thermometer that does not consider the leakage current from an infrared sensor prepared for comparison with the radiation thermometer according to the second embodiment. The radiation thermometer shown in FIG. 16 uses a thermopile 1A as the infrared sensor 1 and a thermistor 2A as the temperature sensor 2. Further, one end of the thermistor 2A is connected to a constant voltage source, and the other end is grounded through a fixed resistor 12. Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components will be described with reference to FIG.
【0073】この放射体温計では固定抵抗のサーミスタ
側の電位が信号選択回路10を通じてA/Dコンバータ4
に取り込まれ、サーミスタ2Aの抵抗値の変化による電位
変化を測定することで、サーモパイル1A自身の温度を測
定することが可能となっている。ここで固定抵抗12の
抵抗値は、通常数十キロオームである。一方、サーミス
タ2Aの各端子(a)(b)とサーモパイル1Aの各端子(c)(d)と
が隣接して配置された場合、その端子間の絶縁漏れ抵抗
は数十キロオーム〜数百キロオームとなる場合がある。
このような場合、サーモパイル1Aの起電力(マイクロボ
ルトのオーダーである)によって上記絶縁漏れ抵抗及び
固定抵抗を通じた漏れ電流が流れ、この漏れ電流の影響
による測定誤差を無視できない場合が生じていた。In this radiation thermometer, the potential of the fixed resistor on the thermistor side is applied to the A / D converter 4 through the signal selection circuit 10.
The temperature of the thermopile 1A itself can be measured by measuring a potential change due to a change in the resistance value of the thermistor 2A. Here, the resistance value of the fixed resistor 12 is usually several tens of kiloohms. On the other hand, when the terminals (a) and (b) of the thermistor 2A and the terminals (c) and (d) of the thermopile 1A are arranged adjacent to each other, the insulation leakage resistance between the terminals is several tens to several hundreds of kilohms. It may be.
In such a case, the leakage current through the insulating leakage resistance and the fixed resistance flows due to the electromotive force (on the order of microvolt) of the thermopile 1A, and a measurement error due to the influence of the leakage current cannot be ignored.
【0074】図6は本実施の形態に係る放射体温計のセ
ンサ部分を詳細に示すブロック図であり、図16と比較
してサーミスタと定電圧源との間にスイッチ13が設け
られ、また、固定抵抗の接地側端子にもスイッチ14が
設けられている。これらのスイッチ13及びスイッチ1
4が、接触漏れ電流防止手段に相当する。スイッチ13
及びスイッチ14には、CPU5から制御可能なアナログ
スイッチを使用する。FIG. 6 is a block diagram showing the sensor part of the radiation thermometer according to the present embodiment in detail. As compared with FIG. 16, a switch 13 is provided between the thermistor and the constant voltage source, The switch 14 is also provided on the ground side terminal of the resistor. These switches 13 and switch 1
4 corresponds to a contact leakage current prevention means. Switch 13
An analog switch controllable by the CPU 5 is used for the switch 14.
【0075】CPU5は、サーモパイル1Aからのセンサ出
力信号をA/Dコンバータ4を通して取り込む際には、制
御信号を与えて予めスイッチ13及び14を開放し、そ
の後センサ出力信号を読み取る。When the CPU 5 takes in the sensor output signal from the thermopile 1A through the A / D converter 4, it gives a control signal to open the switches 13 and 14 in advance, and then reads the sensor output signal.
【0076】このようにして、サーミスタ2Aの両端、す
なわち、固定抵抗12を含むサーミスタ2Aの検出回路を
開放することで、サーモパイル1Aの起電力による漏れ電
流を抑制することができる。その結果、漏れ電流の影響
の少ない正確な赤外線の検出が可能となる。In this way, by opening both ends of the thermistor 2A, that is, the detection circuit of the thermistor 2A including the fixed resistor 12, the leakage current due to the electromotive force of the thermopile 1A can be suppressed. As a result, it is possible to accurately detect infrared rays with little influence of leakage current.
【0077】なお、上記スイッチ13、14としては、
CPU5から制御可能なものであれば、FET等の電気的なス
イッチ、リードスイッチやリレー等の機械的スイッチ
等、その種類は問わない。The switches 13 and 14 include:
Any type can be used as long as it can be controlled by the CPU 5, such as an electric switch such as an FET or a mechanical switch such as a reed switch or a relay.
【0078】(実施の形態3)本発明の実施の形態3に
係る放射体温計を図7及び図8を用いて説明する。図7
は本実施の形態3に係る放射体温計の構成を示すブロッ
ク図であり、図8は図7に示した増幅器3による増幅信
号の変化を示す図である。(Embodiment 3) A radiation thermometer according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a radiation thermometer according to the third embodiment, and FIG. 8 is a diagram showing a change in an amplified signal by the amplifier 3 shown in FIG.
【0079】本実施の形態に係る放射体温計は、増幅器
3のオフセット電圧を解消するものである。図7に示す
ように、赤外線センサ1の両端の電圧は、スイッチ15
〜18(入力スイッチ部に相当)を介して、増幅器3の
反転入力端子3aと非反転入力端子3bとに、反転可能に接
続されている。各スイッチ15〜18の接続は、CPU5
の切換信号によって切り換えることができる。その他の
構成及び作用については実施の形態1と同一なので、同
一の構成部分については同一の符号を付して、その説明
は省略する。The radiation thermometer according to the present embodiment eliminates the offset voltage of the amplifier 3. As shown in FIG. 7, the voltage across the infrared sensor 1 is
1818 (corresponding to an input switch section) are connected to the inverting input terminal 3a and the non-inverting input terminal 3b of the amplifier 3 in a reversible manner. The connection of each switch 15-18 is
Can be switched by the switching signal. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and therefore, the same components will be denoted by the same reference characters and description thereof will be omitted.
【0080】このような構成において、スイッチ15及
び17をONにした場合の増幅器3の出力Vout1と、スイ
ッチ16及び18をONにした場合の増幅器3の出力Vout
2とは、それぞれ、赤外線センサ1の出力(起電力)が
増幅器3の反転入力端子3aと非反転入力端子3bとから、
それぞれ入れ代わって増幅された結果であるので、図8
に示すように基準電圧に対して、それぞれ逆方向の出力
となる。In such a configuration, the output Vout1 of the amplifier 3 when the switches 15 and 17 are turned on, and the output Vout of the amplifier 3 when the switches 16 and 18 are turned on.
2 means that the output (electromotive force) of the infrared sensor 1 is output from the inverting input terminal 3a and the non-inverting input terminal 3b of the amplifier 3, respectively.
FIG. 8 shows the result of amplification in place of each other.
As shown in (1), the output is in the opposite direction to the reference voltage.
【0081】この関係を以下のような式に示すことがで
きる。This relationship can be expressed by the following equation.
【0082】 Vout1 = G・(E + Vos + Vr) .....(式6) Vout2 = G・(-E + Vos - Vr) .....(式7) ここで E:赤外線センサ1の出力(起電力)である。Vout1 = G · (E + Vos + Vr)... (Equation 6) Vout2 = G · (−E + Vos−Vr) .. (Equation 7) where E: infrared sensor 1 (electromotive force).
【0083】Vos:増幅器3のオフセット電圧である。Vos: Offset voltage of the amplifier 3.
【0084】Vr:基準電圧である。Vr: Reference voltage.
【0085】G:増幅器3のゲインである。(式6)と
(式7)の差を取ると Vout1− Vout2 = 2G・(E + Vr) .....(式8) となり、増幅器3のオフセット電圧がキャンセルされ
る。したがって、上記Vout1またはVout2のいずれかをラ
ッチして両者の差動信号を取り、A/D変換することで温
度測定に際し、増幅器3のオフセット電圧の影響を除く
ことができる。その結果、温度測定に際し、増幅器3の
温度特性や経時変化によるオフセット電圧の変動の影響
を抑制することができ、温度測定の精度を高めることが
できる。G: The gain of the amplifier 3. By taking the difference between (Equation 6) and (Equation 7), Vout1−Vout2 = 2G · (E + Vr) (Equation 8), and the offset voltage of the amplifier 3 is cancelled. Therefore, by latching either Vout1 or Vout2, taking the differential signal of both, and performing A / D conversion, the influence of the offset voltage of the amplifier 3 can be eliminated when measuring the temperature. As a result, when measuring the temperature, it is possible to suppress the influence of the change in the offset voltage due to the temperature characteristic of the amplifier 3 or the change with time, and to improve the accuracy of the temperature measurement.
【0086】なお、Vout1とVout2の各々をA/D変換し、
それぞれの変換後のデジタルデータから差を求めてもよ
い。A / D conversion is performed on each of Vout1 and Vout2,
The difference may be obtained from each converted digital data.
【0087】(実施の形態4) <放射体温計の構成>本発明の実施の形態4に係る放射
体温計を図9〜図11によって説明する。図9は本発明
の実施の形態4に係る放射体温計の構成を示すブロック
図であり、図10及び図11は、図9に示した2重積分
型A/Dコンバータ4Aの積分回路の信号の変化を示す図
である。(Embodiment 4) <Configuration of radiation thermometer> A radiation thermometer according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a radiation thermometer according to Embodiment 4 of the present invention. FIGS. 10 and 11 show signals of the integration circuit of the double integration type A / D converter 4A shown in FIG. It is a figure showing a change.
【0088】本実施の形態の放射体温計は、2重積分型
A/Dコンバータ4Aから出力されるデジタルデータの出
力レベルの最適化を図るものである。図9では、増幅器
3の出力を2重積分型A/Dコンバータ4AでA/D変換し、CP
U5に渡す構成となっている。この2重積分型A/Dコンバ
ータ4Aには、基準電圧発生部22により、放電用リファ
レンス電圧V3が印加される。The radiation thermometer of the present embodiment is a double integration type
The purpose is to optimize the output level of digital data output from the A / D converter 4A. In FIG. 9, the output of the amplifier 3 is A / D converted by the double integration type A / D converter 4A,
It is configured to be passed to U5. The reference voltage generator 22 applies a discharge reference voltage V3 to the double integration type A / D converter 4A.
【0089】さらに、増幅器3と2重積分型A/Dコンバ
ータ4Aとは、基準電圧発生部21によって基準電圧V2だ
けシフトした電位に置かれている。また、図1と同様に
赤外線センサ1は基準電圧発生部11(バイアス発生源
に相当)により、基準電圧V1だけシフトした電位(バイ
アスに相当)に置かれている。Further, the amplifier 3 and the double integration type A / D converter 4A are set at a potential shifted by the reference voltage V2 by the reference voltage generator 21. 1, the infrared sensor 1 is placed at a potential (corresponding to a bias) shifted by the reference voltage V1 by a reference voltage generator 11 (corresponding to a bias source).
【0090】この基準電圧発生部11、21及び22は
出力電圧を制御するための制御端子が設けられ、CPU5
からその出力電圧を制御可能となっている。この制御端
子は基準電圧発生部11、21及び22の内部におい
て、定電圧回路の参照電圧を決める固定抵抗の選択スイ
ッチの役割を果たし、参照電圧の切り換えにより、基準
電圧発生部11、21及び22の出力電圧を切り換えて
いる。その他の構成及び作用については実施の形態1と
同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付
して、その説明は省略する。 <作用>本実施の形態では、赤外線センサ1としてサー
モパイルを使用する。その場合の赤外線センサ1の出力
は以下の関係式(式9)で表される。The reference voltage generators 11, 21 and 22 are provided with control terminals for controlling the output voltage.
Can control the output voltage. This control terminal serves as a fixed resistance selection switch for determining the reference voltage of the constant voltage circuit inside the reference voltage generators 11, 21 and 22, and by switching the reference voltage, the reference voltage generators 11, 21 and 22 are switched. Output voltage is switched. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and therefore, the same components will be denoted by the same reference characters and description thereof will be omitted. <Operation> In the present embodiment, a thermopile is used as the infrared sensor 1. The output of the infrared sensor 1 in that case is represented by the following relational expression (Expression 9).
【0091】 E = L((Tx+273.15)4 - (Ta+273.15) 4) .....(式9) ここで E:赤外線センサの出力(V)である。E = L ((Tx + 273.15) 4 − (Ta + 273.15) 4 ) (Equation 9) where E: output (V) of the infrared sensor.
【0092】Tx:測定対象の温度(°C)である。Tx: temperature (° C.) of the object to be measured.
【0093】Ta:赤外線センサ自身の温度(°C)であ
る。Ta: temperature (° C.) of the infrared sensor itself.
【0094】L:赤外線センサの感度である。L: Sensitivity of the infrared sensor.
【0095】放射体温計では通常、Txは32°C〜42
°C程度あり、一方、使用環境温度に依存するTaは、5
°C〜40°C程度であり、TxとTaの差が小さいので、E
はマイクロボルトオーダーである。In a radiation thermometer, Tx is usually 32 ° C. to 42 ° C.
° C, while Ta, which depends on the ambient temperature, is 5
° C to 40 ° C and the difference between Tx and Ta is small.
Is on the order of microvolts.
【0096】増幅器3の入力電圧は V = V1 + E .....(式10) ここでV1:赤外線センサの基準電圧 となる。つまり、増幅器3への入力は、TxとTaの関係の
応じて、基準電圧V1を中心にマイクロボルトオーダーで
正または負の方向に変化した電圧となる。The input voltage of the amplifier 3 is V = V1 + E (Equation 10) where V1 is a reference voltage of the infrared sensor. That is, the input to the amplifier 3 is a voltage that has changed in the positive or negative direction on the order of microvolts around the reference voltage V1 according to the relationship between Tx and Ta.
【0097】図9の放射体温計では、このV1及びV1+Eが
信号選択回路10によって各々選択され、増幅器3で増
幅された後、2重積分型A/Dコンバータ4Aでデジタルデ
ータに変換された後、CPU5に取り込まれる。そして、V
1及びV1+EのそれぞれからA/D変換によって得られるそれ
ぞれのデジタルデータの差が赤外線センサ1の出力のデ
ジタルデータとなる。In the radiation thermometer of FIG. 9, V1 and V1 + E are respectively selected by the signal selection circuit 10, amplified by the amplifier 3, and then converted into digital data by the double integration type A / D converter 4A. After that, it is taken into the CPU 5. And V
The difference between the respective digital data obtained by A / D conversion from each of 1 and V1 + E becomes the digital data of the output of the infrared sensor 1.
【0098】ここで、図9の回路においてA/D変換を可
能とするためには以下の条件が必要とされる(例えば、
伊東規之著 日本理工出版会刊 「ディジタル回路」1
6.3節二重積分型ADコンバータ参照)。Here, the following conditions are required to enable A / D conversion in the circuit of FIG. 9 (for example,
Noriyuki Ito "Digital Circuit" 1
See section 6.3, Double-integral AD converter.
【0099】V1 + Vos > V2 >V3 .....(式11) かつ V1 + E + Vos > V2 >V3 .....(式12) ただし、(式11)及び(式12)の不等号を全て逆に
したものでもよい。V1 + Vos>V2> V3 ..... (Equation 11) and V1 + E + Vos>V2> V3 .... (Equation 12) where (Equation 11) and (Equation 12) All inequality signs may be reversed.
【0100】なお、(式11)及び(式12)におい
て、V1:赤外線センサ1の基準電圧である。In the equations (11) and (12), V1 is a reference voltage of the infrared sensor 1.
【0101】V2:増幅器3及び2重積分型A/Dコンバー
タ4Aの基準電圧である。V2: Reference voltage of the amplifier 3 and the double integration type A / D converter 4A.
【0102】V3:2重積分型A/Dコンバータ4Aの積分
回路の放電用リファレンス電圧である。V3: Reference voltage for discharge of the integration circuit of the double integration type A / D converter 4A.
【0103】E:赤外線センサ1の出力(起電力)であ
る。E: Output (electromotive force) of the infrared sensor 1.
【0104】Vos:増幅器3のオフセット電圧である。Vos: Offset voltage of the amplifier 3.
【0105】これらの関係式は、2重積分型A/Dコンバ
ータ4Aの入力信号が基準電圧V2に対して常に大、また
は常に小のいずれかでなければならず、さらに放電用リ
ファレンス電圧V3は、基準電圧V2に対して入力信号と大
小が逆でなければならないことを意味する。These relational expressions indicate that the input signal of the double integration type A / D converter 4A must always be either higher or lower than the reference voltage V2, and the discharge reference voltage V3 is Means that the magnitude of the input signal must be opposite to that of the reference voltage V2.
【0106】増幅器3は汎用のオペアンプで構成するの
で、オフセット電圧Vosは±数十ミリボルト程度あり、
(式11)(式12)を成立させるためには、そのばら
つきを考慮してV1とV2との差をオフセット電圧Vosより
はるかに大きく設定しなければならない。一方、V1とV2
との差を大きくすると増幅器3の基準電圧がV2であるの
で、入力信号のバイアスを大きくすることになる。その
ため、増幅器3によって増幅された後、A/Dコンバータ
4でオーバーフローが発生しないようにするために、増
幅器3のゲインを小さく設定せざるを得なくなる。Since the amplifier 3 is composed of a general-purpose operational amplifier, the offset voltage Vos is about ± several tens of millivolts.
In order to satisfy (Equation 11) and (Equation 12), the difference between V1 and V2 must be set much larger than the offset voltage Vos in consideration of the variation. On the other hand, V1 and V2
When the difference is larger, since the reference voltage of the amplifier 3 is V2, the bias of the input signal is increased. Therefore, in order to prevent overflow from occurring in the A / D converter 4 after being amplified by the amplifier 3, the gain of the amplifier 3 must be set small.
【0107】そこで、本実施の形態では、基準電圧V1を
CPU5から設定可能とし、オフセット電圧Vos(または無
入力信号時の増幅器3の出力)から、上記(式11)及
び(式12)を満足し、かつ、V1-V2が最小となるよう
にV1の値を決定し、基準電圧発生部11を制御する。Therefore, in the present embodiment, the reference voltage V1 is
The setting can be made from the CPU 5, and from the offset voltage Vos (or the output of the amplifier 3 when there is no input signal), V1 is set so that the above (Equation 11) and (Equation 12) are satisfied and V1-V2 is minimized. The value is determined, and the reference voltage generator 11 is controlled.
【0108】このような基準電圧発生部11の制御は、
定電圧回路の参照電圧を切り換えて行うことができる
(例えば岡村廸夫著 CQ出版刊「OPアンプ回路の設計」
第8章定電圧,定電流回路への応用 参照)。The control of the reference voltage generator 11 is as follows.
It can be performed by switching the reference voltage of the constant voltage circuit (for example, "Design of OP amplifier circuit" by Okamura Dio, published by CQ)
Refer to Chapter 8 Application to Constant Voltage and Constant Current Circuits).
【0109】これによって、オフセット電圧Vosや基準
電圧V1-V2によってA/Dコンバータ4でオーバーフローを
発生させることなく、増幅器3のゲインをフルスケール
まで大きくできるので、赤外線センサ1の出力である信
号成分を有効に増幅してA/D変換することができる。そ
の結果、実質的に高感度かつ高精度(高分解能)の測定
が可能になる。As a result, the gain of the amplifier 3 can be increased to full scale without causing overflow in the A / D converter 4 due to the offset voltage Vos and the reference voltage V1-V2. Can be effectively amplified and A / D converted. As a result, measurement with substantially high sensitivity and high accuracy (high resolution) becomes possible.
【0110】この時の2重積分A/Dコンバータにおける
積分回路の出力信号を例示したものが、図10と図11
である。図10、図11は共に実線がV1-V2による充電
時の積分回路出力及びその後のV3-V2による放電時の積
分回路出力の変化を示す図である。また、各図10、図
11中における点線は、実線のグラフに赤外線センサ1
の出力Eを重畳させたV1+E-V2による充電時の積分回路出
力及び、その後のV3-V2による放電時の積分回路出力の
変化を示している。各図10、図11中に点線が2本ず
つ示されているのは、赤外線センサ1の出力Eが正負各
々の場合を考慮したものである。FIGS. 10 and 11 show output signals of the integrating circuit in the double integrating A / D converter at this time.
It is. FIGS. 10 and 11 are both solid lines showing changes in the output of the integration circuit during charging by V1-V2 and changes in the output of the integration circuit during discharging by V3-V2. The dotted line in each of FIG. 10 and FIG.
5 shows changes in the output of the integration circuit during charging by V1 + E-V2 with the output E superimposed thereon and the output of the integration circuit during discharging by V3-V2. Each of the two dotted lines in each of FIGS. 10 and 11 takes into account the case where the output E of the infrared sensor 1 is positive and negative.
【0111】図10は、基準電圧V1の調整をしなかった
場合について示されており、図11は基準電圧V1の調整
をした場合について示されている。A/D変換レンジ33
及び33Aは、A/Dコンバータ4のビット数で決まる変換
可能範囲(ダイナミックレンジ)を示している。図10
の場合と比較して、図11の場合には斜線部34で示す
領域だけA/D変換可能領域の余裕が生じている。その結
果、2重積分型A/Dコンバータ4Aにおいてオーバーフ
ローの発生する可能性が低減し、さらには、この斜線部
34の範囲に相当する増幅器3のゲインを増加させるこ
とが可能となる。FIG. 10 shows a case where the reference voltage V1 is not adjusted, and FIG. 11 shows a case where the reference voltage V1 is adjusted. A / D conversion range 33
And 33A indicate a conversion possible range (dynamic range) determined by the number of bits of the A / D converter 4. FIG.
Compared to the case of FIG. 11, in the case of FIG. 11, there is a margin of the A / D convertible region only in the region indicated by the hatched portion 34. As a result, the possibility of occurrence of overflow in the double integration type A / D converter 4A is reduced, and the gain of the amplifier 3 corresponding to the range of the hatched portion 34 can be increased.
【0112】増幅器3のゲインの変更は、一般的な反転
増幅器や非反転増幅器においては帰還抵抗の抵抗値を変
更することで実施できるが広く知られている(例えば岡
村廸夫著 CQ出版刊「OPアンプ回路の設計」参照)。こ
れをCPU5から制御するには、帰還抵抗として予め複数
の抵抗を設けておき、これらをアナログスイッチ(FET
スイッチ、アナログマルチプレクサ用IC等)を使用し
て、切り換えるようにする。The gain of the amplifier 3 can be changed by changing the resistance value of a feedback resistor in a general inverting amplifier or non-inverting amplifier, but it is widely known (for example, “OP OP” Amplifier circuit design ”). To control this from the CPU 5, a plurality of resistors are provided in advance as feedback resistors, and these are connected to an analog switch (FET).
Switch, analog multiplexer IC, etc.).
【0113】このようにして、増幅器3のゲインを増加
して、A/Dコンバータ4をフルスケールに近い領域で使
用できるので、放射体温計を実効的に高感度にすること
ができる。In this way, the gain of the amplifier 3 can be increased and the A / D converter 4 can be used in a region near full scale, so that the radiation thermometer can be effectively made highly sensitive.
【0114】<変形例>本実施の形態では、増幅器3の
ゲインは複数の帰還抵抗(固定抵抗)をアナログスイッ
チで切り換えることで実現したが、これに代えて帰還抵
抗としてFET等の半導体素子を使用し、そのバイアス及
びゲート電圧の変化による抵抗変化を利用した等価的な
可変抵抗素子を使用してもよい。<Modification> In the present embodiment, the gain of the amplifier 3 is realized by switching a plurality of feedback resistors (fixed resistors) with an analog switch. Instead, a semiconductor element such as an FET is used as a feedback resistor. Alternatively, an equivalent variable resistance element using a resistance change due to a change in the bias and the gate voltage may be used.
【0115】本実施の形態では図9に示す赤外線センサ
1の基準電圧V1を調整することにより、増幅器3のゲイ
ンを調整して、測定の感度を向上させるものであった
が、増幅器3のゲインの代わりに、2重積分型A/Dコン
バータ4Aの積分回路の充電時間を増加させてもよい。
これは、実施の形態1で示したように、積分回路の充電
時間を増加させると実質的に、A/Dコンバータとしての
ゲインを増加させることになるからである。In this embodiment, the gain of the amplifier 3 is adjusted by adjusting the reference voltage V1 of the infrared sensor 1 shown in FIG. Instead, the charging time of the integration circuit of the double integration type A / D converter 4A may be increased.
This is because, as described in the first embodiment, increasing the charging time of the integration circuit substantially increases the gain of the A / D converter.
【0116】2重積分型A/Dコンバータ4Aは、積分回
路とコンパレータとカウンタとを備え、変換対象である
入力信号を一定期間(充電時間)積分回路で積分し、こ
れを既知の放電用リファレンス電圧で放電し、その放電
に要した時間をカウンタのクロック数で計測してデジタ
ルデータを得るものである。The double integration type A / D converter 4A includes an integration circuit, a comparator, and a counter, integrates an input signal to be converted by an integration circuit for a fixed period (charge time), and converts the integrated signal into a known discharge reference. Discharge is performed by a voltage, and the time required for the discharge is measured by the number of clocks of a counter to obtain digital data.
【0117】積分回路の充電時間を変更するには、この
カウンタビット数を変更することが必要になる。そのた
め、予めカウンタとしては予備のビット分を含む最大ビ
ット数を備えておき、必要とされる充電時間に応じて最
大ビット数を限度として、カウンタのビット数を制限し
て使用すればよい。使用するカウンタのビット数を増加
するとA/D変換のレスポンスが低下するので、これは最
終的には、必要なゲインと必要なレスポンスとのトレー
ドオフになる。In order to change the charging time of the integrating circuit, it is necessary to change the number of counter bits. Therefore, the counter may be provided in advance with the maximum number of bits including the spare bits, and the number of bits of the counter may be limited to the maximum number of bits according to the required charging time. As the number of bits of the counter used increases, the response of the A / D conversion decreases, and this ultimately becomes a trade-off between the required gain and the required response.
【0118】カウンタビット数の変更は、カウンタの各
ビットのいずれかをキャリービットとして、マルチプレ
クサを通じてCPU5からの充電時間選択信号によって選
択可能にしておく。CPU5から選択するビット位置を変
更することでキャリービットの位置を変更できるので、
カウンタのビット数、すなわち充電時間を変更できる。
図15にこのようにして構成した2重積分型A/Dコンバ
ータ4Aの構成を示す。To change the number of counter bits, any one of the bits of the counter is set as a carry bit and can be selected by a charge time selection signal from the CPU 5 through a multiplexer. By changing the bit position selected from the CPU 5, the position of the carry bit can be changed.
The number of bits of the counter, that is, the charging time can be changed.
FIG. 15 shows the configuration of the double integration type A / D converter 4A configured as described above.
【0119】なお、マルチプレクサの代わりに、カウン
タの各ビットをスリーステートバッファを通じて取り出
し、必要なビット数より大きなビット位置の信号に対し
ては、CPU5からの充電時間選択信号により、スリース
テートバッファの出力をハイインピーダンス状態にし
て、充電時間の計測に寄与しないようにしてもよい。Instead of the multiplexer, each bit of the counter is taken out through a three-state buffer, and a signal at a bit position larger than the required number of bits is output from the three-state buffer by a charging time selection signal from the CPU 5. May be set to a high impedance state so as not to contribute to the measurement of the charging time.
【0120】本実施の形態では、図9に示す増幅器3の
オフセット電圧のみに基づいて赤外線センサ1の基準電
圧V1を調整する例を示したが、増幅器3のオフセット電
圧のみでなく、温度センサ2の出力をも含めて調整する
ことができる。In this embodiment, an example in which the reference voltage V1 of the infrared sensor 1 is adjusted based only on the offset voltage of the amplifier 3 shown in FIG. Can be adjusted to include the output of
【0121】すなわち、(式9)に示したように、赤外
線センサ1の出力Eは測定対象の温度Txと赤外線センサ
1自身の温度Taによって定まり、放射体温計の場合には
測定対象の温度(人間の体温)Txは32°C〜42°C
と、その範囲が限定されるため、赤外線センサ1自身の
温度Taが定まれば、赤外線センサ1の出力Eのフルスケ
ールの出力は、(式9)から予測可能となる。したがっ
て赤外線センサ1自身の温度Taに基づく出力Eの予測値
とオフセット電圧Vosとの関係から(式11)及び(式
12)を満足し、かつ、V1-V2が極力小さくなるように
基準電圧V1を決定すればよい。さらに、増幅器3のオフ
セット電圧Vosと(式9)から予測される赤外線センサ
1の出力Eが(式12)を満足し、かつ、V2を基準にし
た増幅器3の入力、すなわち、V1 + E + Vos-V2が増幅
後にA/Dコンバータ4でオーバーフローを発生させない
範囲で極力大きな値となるように調整すれば、実質的に
放射体温計を高感度かつ高分解能にすることができる。
その場合のゲインの調整は、上記に述べた、増幅器3の
ゲインを調整する方法、または2重積分型A/Dコンバー
タ4Aの積分回路の充電時間を増加させる方法のいずれ
でもよい。That is, as shown in (Equation 9), the output E of the infrared sensor 1 is determined by the temperature Tx of the object to be measured and the temperature Ta of the infrared sensor 1 itself. Body temperature) Tx is 32 ° C ~ 42 ° C
Therefore, if the temperature Ta of the infrared sensor 1 itself is determined, the full-scale output of the output E of the infrared sensor 1 can be predicted from (Equation 9). Therefore, from the relationship between the predicted value of the output E based on the temperature Ta of the infrared sensor 1 itself and the offset voltage Vos, (Expression 11) and (Expression 12) are satisfied, and the reference voltage V1 is set so that V1-V2 is minimized. Should be determined. Furthermore, the output E of the infrared sensor 1 predicted from the offset voltage Vos of the amplifier 3 and (Equation 9) satisfies (Equation 12), and the input of the amplifier 3 based on V2, that is, V1 + E + If Vos-V2 is adjusted to be as large as possible within the range where overflow does not occur in the A / D converter 4 after amplification, the radiation thermometer can be substantially made high sensitivity and high resolution.
In this case, the gain may be adjusted by either the above-described method of adjusting the gain of the amplifier 3 or the method of increasing the charging time of the integration circuit of the double integration A / D converter 4A.
【0122】本実施の形態では、A/Dコンバータ4とし
て2重積分型A/Dコンバータ4Aを用いたが、これは必
ずしも電気回路としての積分回路を有するA/Dコンバー
タである必要はなく、2重積分型A/Dコンバータ4Aの
動作をそのままCPU5が実行するプログラムで実現して
もよい。その場合には、上記充電時間の変更は、プログ
ラム中の入力信号の加算回数(加算区間)の変更で済む
ので、上記増幅器3のゲインを変更する場合やハードウ
ェアとしての2重積分型A/Dコンバータ4Aの充電時間
を増加する方法と比較して簡易に実現できる。In this embodiment, a double integration type A / D converter 4A is used as the A / D converter 4. However, this is not necessarily an A / D converter having an integration circuit as an electric circuit. The operation of the double integration type A / D converter 4A may be realized by a program executed by the CPU 5 as it is. In such a case, the charging time can be changed only by changing the number of additions (addition section) of the input signal in the program. Therefore, when the gain of the amplifier 3 is changed, or when the double integration A / This can be easily realized as compared with a method of increasing the charging time of the D converter 4A.
【0123】なお、上述のような、基準電圧発生部11
の基準電圧、増幅器3のゲイン、積分回路の充電時間等
を決定するための、増幅器3のオフセット電圧やセンサ
温度信号の測定は、通常放射体温計使用時に行われる。
しかし、さらに、CPU5に内蔵したタイマーによって制
御プログラムを起動し、定期的に増幅器3のオフセット
電圧や温度センサ2のセンサ温度信号の測定を行わさ
せ、測定結果をメモリ7に蓄積しておき、放射体温計使
用時には、その蓄積された過去の測定結果をも反映させ
て、基準電圧11、増幅器3のゲイン、積分回路の充電
時間等を決定してもよい。The reference voltage generator 11 as described above
The measurement of the offset voltage of the amplifier 3 and the sensor temperature signal for determining the reference voltage, the gain of the amplifier 3, the charging time of the integration circuit, and the like are usually performed when the radiation thermometer is used.
However, the control program is further started by a timer built in the CPU 5, and the offset voltage of the amplifier 3 and the sensor temperature signal of the temperature sensor 2 are periodically measured. When the thermometer is used, the reference voltage 11, the gain of the amplifier 3, the charging time of the integrating circuit, and the like may be determined by also reflecting the accumulated past measurement results.
【0124】(実施の形態5)図12は、実施の形態5
に係る放射体温計の作用を示すフローチャートである。
本実施の形態の放射体温計は、定期的に赤外線センサ1
の温度を測定し、赤外線センサ1自身の温度が安定した
状態での検温を保証するとともに、定期的な温度測定を
しない間は低消費電力モードに移行するものである。図
12はこの放射体温計を制御するCPU5が実行するプロ
グラムの処理を示すフローチャートである。(Embodiment 5) FIG. 12 shows Embodiment 5 of the present invention.
3 is a flowchart showing the operation of the radiation thermometer according to the first embodiment.
The radiation thermometer of the present embodiment periodically uses the infrared sensor 1.
The temperature of the infrared sensor 1 is measured to guarantee the temperature detection in a state where the temperature of the infrared sensor 1 itself is stabilized, and the mode shifts to the low power consumption mode unless the temperature is measured periodically. FIG. 12 is a flowchart showing the processing of a program executed by the CPU 5 for controlling the radiation thermometer.
【0125】なお、本実施形態の放射温度計の構成は実
施の形態1と同様であるが、CPU5にタイマーが内蔵さ
れている点、及び、低消費電力モード時にCPU5以外の
構成要素(温度センサ2、増幅器3、A/Dコンバータ4
等)を図示しない電源と切り離すためのCPU5から開閉
可能な図示しない電源スイッチ並びに低消費電力モード
への移行を指示する図示しない指示ボタンを備えている
点で相違する。The configuration of the radiation thermometer of this embodiment is the same as that of the first embodiment, except that the CPU 5 has a built-in timer, and that components other than the CPU 5 (temperature sensor) in the low power consumption mode. 2, Amplifier 3, A / D converter 4
) Is provided with a power switch (not shown) that can be opened and closed by the CPU 5 for disconnecting the power supply from a power source (not shown), and an instruction button (not shown) for instructing transition to the low power consumption mode.
【0126】ここで低消費電力モードとは、上記タイマ
ーを含むCPU5以外の構成要素を電源から切り離し、電
力消費を抑制する状態をいう。これらの相異点及びCPU
5によって実行される制御プログラム以外の構成及び作
用については実施の形態1と同様であり、必要に応じて
図1を用いて説明する。Here, the low power consumption mode refers to a state in which components other than the CPU 5 including the timer are separated from the power supply, and power consumption is suppressed. These differences and CPU
The configuration and operation other than the control program executed by the fifth embodiment are the same as those of the first embodiment, and will be described with reference to FIG. 1 as necessary.
【0127】以下図12に従ってCPU5の実行するプロ
グラムの処理を説明する。通常の測定が完了し(S12
0)、低消費電力モードへの移行ボタンの押下を検出す
るとCPU5は、上記電源スイッチを開放して、CPU5以外
の構成要素を電源から切り離し、低消費電力モードへ移
行する(S121)。The processing of the program executed by the CPU 5 will be described below with reference to FIG. Normal measurement is completed (S12
0), upon detecting the pressing of the shift button to the low power consumption mode, the CPU 5 opens the power switch, disconnects the components other than the CPU 5 from the power supply, and shifts to the low power consumption mode (S121).
【0128】次に、CPU5に内蔵されたタイマーがセッ
トされ(S122)、所定時間経過後(S123)、通
常の動作モードにもどり、すべての回路構成要素が図示
しない電源と接続される(S124)。その後、温度セ
ンサの出力からA/D変換されたデジタルデータを取り込
み(S125)、次の所定時間(低消費電力モードで待
機する時間)を設定し(S126)、再度低消費電力モ
ードに移行する(S121)。Next, a timer built in the CPU 5 is set (S122), and after a lapse of a predetermined time (S123), the operation mode returns to the normal operation mode, and all the circuit components are connected to a power supply (not shown) (S124). . Then, the digital data obtained by A / D conversion is fetched from the output of the temperature sensor (S125), the next predetermined time (waiting time in the low power consumption mode) is set (S126), and the mode shifts to the low power consumption mode again. (S121).
【0129】このようにして、CPU5が定期的に温度セ
ンサ2の温度をモニターしているので、期間をおいて測
定に使用される場合も直ちに、赤外線センサ1自身の温
度が安定であるか否かを判定できる。As described above, since the CPU 5 periodically monitors the temperature of the temperature sensor 2, even if the temperature of the infrared sensor 1 itself is stable even when it is used for measurement after a certain period of time, it is determined whether the temperature of the infrared sensor 1 itself is stable. Can be determined.
【0130】図13は、上記のように、CPU5が定期的
に赤外線センサ1の温度をモニターして、さらにその温
度変化が大きい場合にその旨の表示をする処理の例を示
すフローチャートである。図13は図12に続く処理を
詳しく説明するために用意したものであり、図12のS
120〜S126の処理がS140〜S141の処理と
して簡略的に示されている。さらに図13では、低消費
電力ボタンが解除されて、測定可能な通常モードに移行
後(S142)、測定した赤外線センサ1の温度、すな
わち、温度センサ2の出力を取り込んだ結果と所定時間
前に取り込んだ結果とが所定値以内でない場合に(S1
45)、環境温度が不安定である旨をLCD6に表示をす
る処理が示されている。FIG. 13 is a flowchart showing an example of a process in which the CPU 5 periodically monitors the temperature of the infrared sensor 1 and displays a change in the temperature when the temperature change is large as described above. FIG. 13 is prepared in order to explain the processing subsequent to FIG. 12 in detail.
Steps S120 to S126 are simply shown as steps S140 to S141. Further, in FIG. 13, after the low power consumption button is released and the mode shifts to the measurable normal mode (S 142), the measured temperature of the infrared sensor 1, that is, the result obtained by taking in the output of the temperature sensor 2 and the predetermined time before If the obtained result is not within the predetermined value (S1
45) shows a process of displaying on the LCD 6 that the environmental temperature is unstable.
【0131】このように、所定時間ごとに温度センサ2
の出力をA/D変換し、監視することによってセンサ温度
が十分に安定した状態で体温の測定が行われているかど
うかの判断が可能になる。また、測定前に予め放射体温
計の状態が不安定であることをLCD6に表示するので、
無駄な測定作業を防止できる。ただし、測定終了時に安
定して測定が行われたか否かを判断し、これを使用者に
知らせてもよい。いずれにしても、このようにして、信
頼性のない測定結果を表示してしまうことを防止でき
る。As described above, the temperature sensor 2 is
A / D-converting and monitoring the output of the above makes it possible to determine whether or not the body temperature is measured in a state where the sensor temperature is sufficiently stable. In addition, before the measurement, the fact that the state of the radiation thermometer is unstable is displayed on the LCD 6 so that
Useless measurement work can be prevented. However, at the end of the measurement, it may be determined whether or not the measurement has been performed stably, and this may be notified to the user. In any case, display of unreliable measurement results can be prevented in this way.
【0132】一方、温度センサ2の出力を読み取る時点
以外は、低消費電力モードに移行させることにより、A/
Dコンバータ4の消費電力を削減し、電源内蔵型の放射
体温計における使用回数が減少するという問題を回避し
た上で、上記の赤外線センサ1の温度の監視を可能にし
ている。On the other hand, except when the output of the temperature sensor 2 is read, by shifting to the low power consumption mode,
It is possible to monitor the temperature of the infrared sensor 1 while reducing the power consumption of the D converter 4 and avoiding the problem that the number of times of use in the built-in power type radiation thermometer is reduced.
【0133】なお、所定時間ごとに温度センサ2の出力
をA/D変換し、監視することによって、放射体温計が不
安定な状態から安定した状態に移行したことが検出され
た場合に、その旨を表示するようにしてもよい。When the output of the temperature sensor 2 is A / D-converted and monitored at predetermined time intervals, and when it is detected that the radiation thermometer has shifted from an unstable state to a stable state, this fact is notified. May be displayed.
【0134】また、放射体温計が不安定であることの報
知のための手段としては、上述のようにLCD6のような
表示装置にその旨の表示を行うことの他、発光ダイオー
ドによる表示、ブザー等の音による警告、バイブレータ
による機械的振動の発生等、放射体温計のユーザが五官
により認識できる各種の手段を用いることができる。As a means for notifying that the radiation thermometer is unstable, a display such as the LCD 6 is used to display the fact as described above, as well as a display using a light emitting diode, a buzzer, or the like. Various means that can be recognized by the user of the radiation thermometer, such as a warning by the sound of the sound and generation of mechanical vibration by the vibrator, can be used.
【0135】[0135]
【発明の効果】本発明によれば、放射体温計において、
A/Dコンバータの素子特性、特に変換直線性からのずれ
による変換誤差が補正されるので、測定精度の向上を図
ることができる。According to the present invention, in a radiation thermometer,
Since the conversion error due to the deviation from the element characteristics of the A / D converter, particularly the deviation from the conversion linearity, is corrected, the measurement accuracy can be improved.
【0136】また、放射体温計において、赤外線センサ
の出力を取り込む際、赤外線センサからの漏れ電流を抑
制できるので、測定精度の向上を図ることができる。Further, in the radiation thermometer, when taking in the output of the infrared sensor, the leakage current from the infrared sensor can be suppressed, so that the measurement accuracy can be improved.
【0137】さらに本発明によれば、放射体温計におい
て、増幅器のオフセット電圧を簡易かつ安定して解消で
きるので、測定精度の向上を図ることができる。Further, according to the present invention, the offset voltage of the amplifier can be easily and stably eliminated in the radiation thermometer, so that the measurement accuracy can be improved.
【0138】さらに発明によれば、放射体温計におい
て、増幅器のオフセット電圧によるA/Dコンバータのオ
ーバーフローを防止し、赤外線センサの出力としての信
号成分を大きくすることができるので、実質的に高感度
の放射体温計を提供することができる。Further, according to the present invention, in the radiation thermometer, the overflow of the A / D converter due to the offset voltage of the amplifier can be prevented, and the signal component as the output of the infrared sensor can be increased. A radiation thermometer can be provided.
【0139】また、本発明によれば、放射体温計におい
て、定期的に赤外線センサ自身の温度をモニターするの
で、赤外線センサ自身の温度と測定対象の温度との差が
不安定な環境下での測定を防止できる。さらにその場
合、赤外線センサ自身の温度をモニターする時以外は電
力消費を抑制した低消費電力の放射体温計を提供でき
る。Further, according to the present invention, in the radiation thermometer, the temperature of the infrared sensor itself is periodically monitored, so that the measurement can be performed in an environment where the difference between the temperature of the infrared sensor itself and the temperature of the object to be measured is unstable. Can be prevented. Further, in this case, it is possible to provide a low-power-consumption radiant thermometer that suppresses power consumption except when monitoring the temperature of the infrared sensor itself.
【図1】本発明の実施の形態1に係る放射体温計の構成
を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radiation thermometer according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】実施の形態1に係る放射体温計の作用を示すフ
ローチャートFIG. 2 is a flowchart showing the operation of the radiation thermometer according to the first embodiment.
【図3】積分回路の充電時間に対するA/D変換出力を示
すグラフFIG. 3 is a graph showing A / D conversion output with respect to charging time of an integration circuit.
【図4】A/D変換出力に対する変換直線性からの誤差を
示すグラフFIG. 4 is a graph showing an error from conversion linearity with respect to an A / D conversion output.
【図5】実施の形態1の変形例の放射体温計の作用を示
すフローチャートFIG. 5 is a flowchart showing the operation of a radiation thermometer according to a modification of the first embodiment;
【図6】実施の形態2に係る放射体温計の構成を示すブ
ロック図FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a radiation thermometer according to the second embodiment.
【図7】実施の形態3に係る放射体温計の構成を示すブ
ロック図FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a radiation thermometer according to Embodiment 3.
【図8】実施の形態3に係る増幅器出力信号を示す図FIG. 8 is a diagram showing an amplifier output signal according to the third embodiment;
【図9】実施の形態4に係る放射体温計の構成を示すブ
ロック図FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a radiation thermometer according to a fourth embodiment.
【図10】実施の形態4に係るA/Dコンバータの積分信
号を示す図FIG. 10 is a diagram showing an integrated signal of the A / D converter according to the fourth embodiment.
【図11】実施の形態4に係るA/Dコンバータの積分信
号を示す図FIG. 11 is a diagram showing an integrated signal of an A / D converter according to a fourth embodiment.
【図12】実施の形態5に係る放射体温計の作用を示す
フローチャートFIG. 12 is a flowchart showing the operation of the radiation thermometer according to the fifth embodiment.
【図13】実施の形態5に係る放射体温計の作用を示す
フローチャートFIG. 13 is a flowchart showing the operation of the radiation thermometer according to the fifth embodiment.
【図14】実施の形態1に係る2重積分型A/Dコンバー
タを示す図FIG. 14 is a diagram showing a double integration type A / D converter according to the first embodiment;
【図15】実施の形態4の変形例に係る2重積分型A/D
コンバータを示す図FIG. 15 shows a double integration type A / D according to a modification of the fourth embodiment.
Diagram showing converter
【図16】実施の形態2に対する従来の放射体温計の構
成を示すブロック図FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a conventional radiation thermometer for the second embodiment.
1 赤外線センサ 1A サーモパイル 2 温度センサ 2A サーミスタ 3 増幅器 4 A/Dコンバータ 4A 2重積分型A/Dコンバータ 5 CPU 10 信号選択回路 11 基準電圧 21 回路基準電圧 22 放電用リファレンス電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Infrared sensor 1A Thermopile 2 Temperature sensor 2A Thermistor 3 Amplifier 4 A / D converter 4A Double integration type A / D converter 5 CPU 10 Signal selection circuit 11 Reference voltage 21 Circuit reference voltage 22 Discharge reference voltage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 弘行 京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式会社オムロンライフサイエンス研究 所内 Fターム(参考) 2G066 AC13 BA08 BB11 BC02 BC07 BC13 CA15 CA20 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyuki Ota 24F Yamanouchi Yamanoshitamachi, Ukyo-ku, Kyoto-shi, Japan OMRON Life Science Laboratory Co., Ltd. F-term (reference) 2G066 AC13 BA08 BB11 BC02 BC07 BC13 CA15 CA20
Claims (12)
たセンサ出力信号を出力する赤外線センサと、この赤外
線センサ自身の温度に応じたセンサ温度信号を出力する
温度センサと、前記センサ出力信号及び前記センサ温度
信号をデジタルデータに変換するA/Dコンバータと、こ
のA/Dコンバータによって得られたデジタルデータに基
づき測定対象の温度を算出する制御部とを備え、 前記制御部は、基準となる入力信号としての基準入力信
号が前記A/Dコンバータによって変換されたデジタルデ
ータと、この基準入力信号に係る情報との関係から前記
A/Dコンバータの変換直線性を測定し、この変換直線性
に基づいて、前記センサ出力信号から変換されたデジタ
ルデータと前記センサ温度信号から変換されたデジタル
データとの少なくとも一方を補正して測定対象の温度を
算出する放射温度計。1. An infrared sensor for outputting a sensor output signal corresponding to the amount of infrared radiation radiated from an object to be measured, a temperature sensor for outputting a sensor temperature signal corresponding to the temperature of the infrared sensor itself, and the sensor output signal An A / D converter that converts the sensor temperature signal into digital data, and a control unit that calculates a temperature of a measurement target based on digital data obtained by the A / D converter, wherein the control unit includes a reference and The reference input signal as an input signal is digital data converted by the A / D converter, from the relationship between the information related to the reference input signal,
Measure the conversion linearity of the A / D converter, and correct and measure at least one of digital data converted from the sensor output signal and digital data converted from the sensor temperature signal based on the conversion linearity. A radiation thermometer that calculates the target temperature.
の理想の変換直線性に対する偏差が所定値以上である場
合に、測定ができないことを報知する報知手段をさらに
備えた請求項1記載の放射温度計。2. The apparatus according to claim 1, further comprising a notifying unit for notifying that the measurement cannot be performed when the deviation of the conversion linearity measured by the control unit from the ideal conversion linearity is equal to or larger than a predetermined value. Radiation thermometer.
て充電時間を設定可能な積分器を含み、 前記制御部は、複数種類の異なる充電時間を設定して前
記A/Dコンバータにより基準入力信号から変換された複
数種類のデジタルデータを求め、この複数種類のデジタ
ルデータと前記充電時間との関係から変換直線性を検出
する請求項1記載の放射温度計。3. The A / D converter includes an integrator capable of setting a charging time by the control unit. The control unit sets a plurality of different charging times and sets a reference input by the A / D converter. The radiation thermometer according to claim 1, wherein a plurality of types of digital data converted from the signal are obtained, and conversion linearity is detected from a relationship between the plurality of types of digital data and the charging time.
たセンサ出力信号を出力する赤外線センサと、この赤外
線センサ自身の温度に応じたセンサ温度信号を出力する
温度センサと、積分器を含み前記センサ出力信号及び前
記センサ温度信号をデジタルデータに変換するためのA/
Dコンバータと、このA/Dコンバータによって得られたデ
ジタルデータに基づき測定対象の温度を算出する制御部
とを備え、 前記制御部は、前記A/Dコンバータによって基準となる
入力信号としての基準入力信号から変換されたデジタル
データと、その基準入力信号に係る情報との関係から前
記積分器の漏れ抵抗を算出し、この漏れ抵抗に基づい
て、前記センサ出力信号から変換されたデジタルデータ
と前記センサ温度信号から変換されたデジタルデータと
の少なくとも一方を補正して測定対象の温度を算出する
放射温度計。4. An infrared sensor for outputting a sensor output signal in accordance with the amount of infrared radiation radiated from an object to be measured, a temperature sensor for outputting a sensor temperature signal in accordance with the temperature of the infrared sensor itself, and an integrator. A / A for converting the sensor output signal and the sensor temperature signal into digital data
A D converter, and a control unit for calculating the temperature of the measurement target based on digital data obtained by the A / D converter, wherein the control unit has a reference input as an input signal to be a reference by the A / D converter. Calculating the leak resistance of the integrator from the relationship between the digital data converted from the signal and the information related to the reference input signal, and based on the leak resistance, the digital data converted from the sensor output signal and the sensor A radiation thermometer that corrects at least one of digital data converted from a temperature signal and calculates a temperature of a measurement target.
たセンサ出力信号を出力する赤外線センサと、 前記赤外線センサに接触する状態で設けられ前記赤外線
センサ自身の温度に応じたセンサ温度信号を出力する温
度センサと、 前記センサ出力信号及び前記センサ温度信号を受け取
り、これらに基づいて測定対象の温度を算出する制御部
と、 前記センサ出力信号が前記赤外線センサから前記制御部
に与えられる場合に、前記温度センサと前記赤外線セン
サとが接触していることに起因して生じる漏れ電流が前
記センサ出力信号に影響を与えることを防止する接触漏
れ電流防止手段とを備えた放射温度計。5. An infrared sensor for outputting a sensor output signal in accordance with an amount of infrared radiation emitted from an object to be measured, and a sensor temperature signal provided in contact with the infrared sensor and corresponding to the temperature of the infrared sensor itself. A temperature sensor that outputs, a control unit that receives the sensor output signal and the sensor temperature signal, and calculates a temperature of a measurement target based on the sensor output signal; and a case where the sensor output signal is provided from the infrared sensor to the control unit. A radiation thermometer comprising contact leakage current prevention means for preventing a leakage current generated due to contact between the temperature sensor and the infrared sensor from affecting the sensor output signal.
たセンサ出力信号を出力する赤外線センサと、この赤外
線センサ自身の温度に応じたセンサ温度信号を出力する
温度センサと、前記センサ出力信号を増幅するための反
転入力端子及び非反転入力端子を含む増幅器と、前記セ
ンサ出力信号を前記反転入力端子または前記非反転入力
端子のいずれか一方に接続するための入力スイッチ部
と、前記増幅器によって増幅されたセンサ出力信号及び
前記センサ温度信号に基づき測定対象の温度を算出する
制御部とを備え、 前記制御部は、前記反転入力端子から増幅させた前記セ
ンサ出力信号と、前記非反転入力端子から増幅させた前
記センサ出力信号との差分信号に基づき測定対象の温度
を算出する放射温度計。6. An infrared sensor for outputting a sensor output signal according to an amount of infrared radiation emitted from a measurement object, a temperature sensor for outputting a sensor temperature signal according to a temperature of the infrared sensor itself, and the sensor output signal. An amplifier including an inverting input terminal and a non-inverting input terminal for amplifying the input signal, an input switch unit for connecting the sensor output signal to either the inverting input terminal or the non-inverting input terminal, and the amplifier A control unit that calculates the temperature of the measurement target based on the amplified sensor output signal and the sensor temperature signal, wherein the control unit is configured to amplify the sensor output signal from the inverting input terminal and the non-inverting input terminal. A radiation thermometer for calculating a temperature of a measurement target based on a difference signal from the sensor output signal amplified from the temperature.
たセンサ出力信号を出力する赤外線センサと、このセン
サ出力信号にバイアスを重畳するためのバイアス発生源
と、前記赤外線センサ自身の温度に応じたセンサ温度信
号を出力する温度センサと、前記センサ出力信号を増幅
する増幅器と、前記増幅されたセンサ出力信号及び前記
センサ温度信号をデジタルデータに変換するA/Dコンバ
ータと、このA/Dコンバータによって得られたデジタル
データに基づき測定対象の温度を算出する制御部とを備
え、 前記バイアス発生源のバイアスは、前記増幅されたセン
サ出力信号が前記A/Dコンバータの所定の入力信号許容
範囲に収まるように制御される放射温度計。7. An infrared sensor for outputting a sensor output signal in accordance with an amount of infrared radiation radiated from an object to be measured, a bias source for superimposing a bias on the sensor output signal, and a temperature of the infrared sensor itself. A temperature sensor that outputs a corresponding sensor temperature signal, an amplifier that amplifies the sensor output signal, an A / D converter that converts the amplified sensor output signal and the sensor temperature signal into digital data, and an A / D converter. A controller for calculating the temperature of the measurement target based on the digital data obtained by the converter, the bias of the bias source, the amplified sensor output signal is a predetermined input signal allowable range of the A / D converter Radiation thermometer controlled to fit in.
定された測定対象の予測温度と前記センサ温度信号から
変換されたデジタルデータとに基づいて制御される請求
項7記載の放射温度計。8. The radiation thermometer according to claim 7, wherein the bias of the bias generation source is controlled based on a preset predicted temperature of the measurement object and digital data converted from the sensor temperature signal.
たセンサ出力信号を出力する赤外線センサと、この赤外
線センサ自身の温度に応じたセンサ温度信号を出力する
温度センサと、前記センサ出力信号を増幅する増幅器
と、前記増幅器によって増幅されたセンサ出力信号及び
前記センサ温度信号に基づいて測定対象の温度を算出す
る制御部とを備え、 前記増幅器の利得は、予め設定された測定対象の予測温
度と前記センサ温度信号とに基づいて制御される放射温
度計。9. An infrared sensor for outputting a sensor output signal according to an amount of infrared radiation radiated from an object to be measured, a temperature sensor for outputting a sensor temperature signal corresponding to a temperature of the infrared sensor itself, and the sensor output signal. And a control unit that calculates the temperature of the measurement target based on the sensor output signal and the sensor temperature signal amplified by the amplifier, wherein the gain of the amplifier is a preset prediction of the measurement target. A radiation thermometer that is controlled based on a temperature and the sensor temperature signal.
じたセンサ出力信号を出力する赤外線センサと、この赤
外線センサ自身の温度に応じたセンサ温度信号を出力す
る温度センサと、積分器を含み前記センサ出力信号及び
前記センサ温度信号をデジタルデータに変換するA/Dコ
ンバータと、このA/Dコンバータによって得られたデジ
タルデータに基づいて測定対象の温度を算出する制御部
とを備え、 前記積分器の充電時間は、予め設定された測定対象の予
測温度と前記センサ温度信号から変換されたデジタルデ
ータとに基づいて制御される放射温度計。10. An infrared sensor for outputting a sensor output signal corresponding to the amount of infrared radiation emitted from a measurement object, a temperature sensor for outputting a sensor temperature signal corresponding to the temperature of the infrared sensor itself, and an integrator. An A / D converter that converts the sensor output signal and the sensor temperature signal into digital data, and a control unit that calculates a temperature of a measurement target based on digital data obtained by the A / D converter, A radiation thermometer in which the charging time of the device is controlled based on a preset predicted temperature of a measurement target and digital data converted from the sensor temperature signal.
じたセンサ出力信号を出力する赤外線センサと、この赤
外線センサ自身の温度に応じたセンサ温度信号を出力す
る温度センサと、前記センサ出力信号及び前記センサ温
度信号をデジタルデータに変換するA/Dコンバータと、
このA/Dコンバータによって得られたデジタルデータに
基づいて測定対象の温度を算出する制御部とを備え、 前記制御部は、前記センサ温度信号から前記A/Dコンバ
ータによって変換されるデジタルデータを所定時間ごと
に読み取る放射温度計。11. An infrared sensor for outputting a sensor output signal in accordance with the amount of infrared radiation emitted from a measurement object, a temperature sensor for outputting a sensor temperature signal in accordance with the temperature of the infrared sensor itself, and the sensor output signal. And an A / D converter for converting the sensor temperature signal into digital data,
A control unit for calculating the temperature of the measurement target based on the digital data obtained by the A / D converter, wherein the control unit converts the sensor temperature signal into digital data converted by the A / D converter. Radiation thermometer that reads every hour.
前記センサ温度信号が変換されたデジタルデータの入力
終了時には、前記温度センサまたは前記A/Dコンバータ
への電力供給が停止され、 前記センサ温度信号が変換されたデジタルデータの入力
開始時には、電力供給が停止された状態にある前記温度
センサまたは前記A/Dコンバータへの電力供給が再開さ
れる請求項11記載の放射温度計。12. When the input of the digital data obtained by converting the sensor temperature signal from the A / D converter to the control unit ends, power supply to the temperature sensor or the A / D converter is stopped. 12. The radiation thermometer according to claim 11, wherein when the input of the digital data converted from the temperature signal is started, the power supply to the temperature sensor or the A / D converter in the power supply stopped state is restarted.
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| JP11192378A JP2001021417A (en) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Radiation thermometer |
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-
1999
- 1999-07-06 JP JP11192378A patent/JP2001021417A/en active Pending
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