特許ウォッチ

公開番号2024092075
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-08
出願番号2022207738
出願日2022-12-26
発明の名称温度センサ
出願人エイブリック株式会社
代理人
主分類G01K 7/01 20060101AFI20240701BHJP(測定;試験)
要約【課題】微小な温度変化を測定可能でありながらも、低コストで使い勝手のよい温度センサを提供する。
【解決手段】温度センサ1は、感温素子(PN接合素子)であるダイオード5と、ダイオード5に少なくとも2つの異なる順方向電流を供給する可変電流源10と、ダイオード5の順方向電圧Vfと同じ温度特性を有する定電圧Vbを出力する定電圧源7と、ダイオード5の順方向電圧Vfと定電圧Vbとの差分を増幅するアンプ6と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
感温素子であるＰＮ接合素子と、
前記ＰＮ接合素子に少なくとも２つの異なる順方向電流を供給する可変電流源と、
前記ＰＮ接合素子の順方向電圧と同じ温度特性を有する定電圧を出力する定電圧源と、
前記ＰＮ接合素子の順方向電圧と前記定電圧との差分を増幅するアンプと、
を備えることを特徴とする温度センサ。
続きを表示（約 240 文字）【請求項２】
前記定電圧源は、前記ＰＮ接合素子と同じ温度特性を有する第２のＰＮ接合素子と、前記第２のＰＮ接合素子に順方向電流を供給する定電流源とを備え、前記第２のＰＮ接合素子の順方向電圧が前記定電圧であることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記定電圧源は、電圧変換回路と、前記電圧変換回路の入力に基準電圧を供給する基準電圧源とを備え、前記電圧変換回路の出力電圧が前記定電圧であることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサに関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
様々な用途で用いられる温度センサは、温度を正確に測定することが求められている。温度を正確に測定するためには、例えば、温度測定における誤差が生じないように、誤差の要因となるものをできるだけ取り除くことが望ましい。
【０００３】
図５は、感温素子であるダイオードの飽和電流のバラツキの影響を取り除いた従来の温度センサを示す回路図である。従来の温度センサは、１つのダイオードに２つの異なる電流値の順方向電流を流した時の、それぞれの順方向電圧を増幅した電圧の差分から温度を求める（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ダイオードに順方向電流Ｉを流した時の順方向電圧Ｖｆは次式で表される。
Ｖｆ＝（ｋＴ／ｑ）＊ｌｎ（Ｉ／Ｉｓ）…（１）
（ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電子電荷、Ｉｓは飽和電流）
【０００５】
式（１）よりダイオードの順方向電圧Ｖｆは、Ｉ＝Ｉ１の時をＶｆ１、Ｉ＝Ｉ２の時をＶｆ２とすると、次のようになる。
Ｖｆ１＝（ｋＴ／ｑ）＊ｌｎ（Ｉ１／Ｉｓ）…（２）
Ｖｆ２＝（ｋＴ／ｑ）＊ｌｎ（Ｉ２／Ｉｓ）…（３）
【０００６】
順方向電圧Ｖｆ１及びＶｆ２は、それぞれ増幅率Ａのアンプによって増幅される。アンプの出力電圧は、それぞれＶｏ１、Ｖｏ２とすると、次のようになる。
Ｖｏ１＝Ａ＊（ｋＴ／ｑ）＊ｌｎ（Ｉ１／Ｉｓ）…（４）
Ｖｏ２＝Ａ＊（ｋＴ／ｑ）＊ｌｎ（Ｉ２／Ｉｓ）…（５）
【０００７】
Ｉ１：Ｉ２＝Ｎ：１とすると、２つの電圧測定結果の差は、次のようになる。
ΔＶｏ＝Ｖｏ１－Ｖｏ２＝Ａ＊（ｋＴ／ｑ）＊ｌｎ（Ｎ）…（６）
【０００８】
絶対温度Ｔは、次のようになる。
Ｔ＝ｑ＊ΔＶｏ／｛ｋ＊Ａ＊ｌｎ（Ｎ）｝…（７）
【０００９】
式（７）の両辺を微分すると、温度係数ｄΔＶｏ／ｄＴが求められる。
ｄΔＶｏ／ｄＴ＝Ａ＊（ｋ／ｑ) ＊ｌｎ（Ｎ）…（８）
【００１０】
ｋ＝１．３８＊１０＾－２３［Ｊ／Ｋ］、ｑ＝１．６０＊１０＾－１９［Ｃ］、Ｎ＝２とすると式（８）は次のようになる。
ｄΔＶｏ／ｄＴ≒Ａ＊６０［ｕＶ／Ｋ］…（９）
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許