【発明の詳細な説明】上の1 分本発明は、測定対象から放射される放射エネルギーから
測定′NgAの温度を測定する放射温度計に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a radiation thermometer that measures the temperature of a measurement object from radiant energy emitted from a measurement object.
米のI ・−明が解 しようとする間 α従来、上述
のような放射温度計は種々知られており、特に検知器と
して焦電素子を用いたものも知られている。そして、焦
電素子を検知器として用いた場合、検知器への入力信号
を交流信号の型にしないと焦電素子から放射エネルギー
に応じた出力信号が得らhないことも知られている。A variety of radiation thermometers such as those described above have been known in the past, and in particular, those using a pyroelectric element as a detector are also known. It is also known that when a pyroelectric element is used as a detector, an output signal corresponding to the radiant energy cannot be obtained from the pyroelectric element unless the input signal to the detector is in the form of an alternating current signal.
そこで、従来から、検知器の前にチ37パを配置して、
検知器への放射エネルギーの入射を断続的に変化させる
vt戊が用いられている。このようにも1成すると、チ
ョッパの開田動作に同期して検知器の出力信号を整流す
る必要がある。i!電型検知器の出力はその入力エネル
ギーに対しておよそ90゛位相がおくれるが、検知器や
その増幅回路やチョッパを駆動するチョッパ駆動回路な
どには動作にバラツキがあるので、装置製造時には1つ
1つについてこの位相おくれを調整する校正作業が必要
であった。そこで、従来は、この校正のために、整流回
路の出力M号をオンロスフープなどで観察しつつ、位相
のずれなく整流回路を動作させる整流同期信号を発生さ
せるため、発生回路の調整要素を調整していたが、この
調整動作は非常にめんどうであった。Therefore, conventionally, a chip is placed in front of the detector,
A VT system is used that intermittently changes the incidence of radiant energy on the detector. If this happens, it is necessary to rectify the output signal of the detector in synchronization with the field opening operation of the chopper. i! The output of an electric type detector is approximately 90 degrees out of phase with its input energy, but since there are variations in the operation of the detector, its amplifier circuit, and the chopper drive circuit that drives the chopper, there is a Calibration work was required to adjust this phase lag for each one. Therefore, conventionally, for this calibration, the output M of the rectifier circuit was observed using an on-loss hoop, etc., and the adjustment elements of the generator circuit were adjusted in order to generate a rectification synchronization signal that operates the rectifier circuit without a phase shift. However, this adjustment operation was extremely troublesome.
そこで、本発明はこのような点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は従来のような装置製造時の整流同期信
号の:A整を不要とすることができる放射温度計を提供
することにある。Therefore, the present invention has been made in view of these points, and its purpose is to provide a radiation thermometer that can eliminate the need for A adjustment of the rectification synchronization signal during device manufacturing as in the past. It is in.
間 αを するための上記目的を達成するために、本発明にかかる放射温度計
は、測定対象から放射された放射エネルギーを受け、電
気信号に変換する検知器と、検知器への放射エネルギー
の入射を断続的に遮断するチョッパと、チョッパの開閉
状態をモニタしてその開閉に応じたチョッパ同期信号を
出力するモニタ手段と、検知器の出力信号の符号が反転
するとゼロクロス同期信号を出力するゼロクロス検出手
段と、チョッパ同期信号とゼロクロス同期信号との時間
差を測定する時間差測定手段と、測定された時間差を記
憶する記憶手段と、検知器の出力信号を整流する整流手
段と、チョッパ同期信号から記憶手段に記憶された時間
差だけ遅れたパルス信号を作成し、このパルス信号によ
って整流手段を作動させて同期整流を行わせる制御手段
とを有することを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned objective of increasing the distance α, the radiation thermometer according to the present invention includes a detector that receives radiant energy emitted from a measurement target and converts it into an electrical signal, and a detector that transmits the radiant energy to the detector. A chopper that intermittently blocks the incident light, a monitoring means that monitors the opening/closing state of the chopper and outputs a chopper synchronization signal according to the opening/closing, and a zero cross that outputs a zero cross synchronization signal when the sign of the output signal of the detector is reversed. a detection means, a time difference measuring means for measuring the time difference between the chopper synchronization signal and the zero-cross synchronization signal, a storage means for storing the measured time difference, a rectification means for rectifying the output signal of the detector, and a memory from the chopper synchronization signal. It is characterized by comprising a control means for creating a pulse signal delayed by a time difference stored in the means, and operating the rectifier means with this pulse signal to perform synchronous rectification.
1皿従って、本発明によれば、装置内において整流手段の整
流動作をチョッパrM閏動作に応じて行なわせるために
必要な時間差を測定、記憶することができるので、わず
られしい調整を行う必要はなくなる。Therefore, according to the present invention, it is possible to measure and store the time difference necessary for causing the rectifying means to perform the rectifying operation in accordance with the chopper rM leap operation within the device, thereby making it possible to make troublesome adjustments. There will be no need.
火Jl以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
まず、第1図は本発明実施例の放射温度計の構成を示す
ブロック図である。第1図において、測定対象から放射
された放射線は、集光レンズ(2)によって集光されて
検知器(4)の受光面に入射させられるが、この集光レ
ンズ(2)から検知器(4)に至る光路上にチ3ツバ(
6)が配置されて検知器(4)への入射光を断続的に遮
断している。すなわち、チ1ツバ(6)は上記光路に進
退自在であり、上記光路上に位置して検知器(4)への
入射光を遮断する状!!!(以下、閉状態という)と上
記光路外に退避して検知器(4)への入射光を遮断しな
い状態(以下、開状態という)とを予め定められた一定
の周期によって繰り返すように構成されている。そして
、このチうツバ(6)の検知器(4)に対向する面は反
射面となっており、チョッパ(6)が閉状態のときには
チョッパ(6)によって反射された検知器(4)の周辺
からの光が検知器(4)に入射させられる。更に、この
チョッパ(6)の開閉動作は7オトリ7レクタからなる
モニタ回路(8)によってモニタされ、このチョッパ(
6)の1ji′!閑に応じたチョッパ同期信号は後述す
るマイクロコンピュータ(24)に入力される。First, FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a radiation thermometer according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, radiation emitted from the measurement object is focused by a condensing lens (2) and made incident on the light receiving surface of a detector (4). 4) On the optical path leading to
6) is arranged to intermittently block the incident light to the detector (4). That is, the tip (6) can move forward and backward into the optical path, and is positioned on the optical path to block the incident light to the detector (4). ! ! (hereinafter referred to as the closed state) and a state in which the detector (4) is retracted outside the optical path and does not block the incident light to the detector (4) (hereinafter referred to as the open state) are repeated at a predetermined period. ing. The surface of this tip (6) facing the detector (4) is a reflective surface, and when the chopper (6) is in the closed state, the detector (4) reflected by the chopper (6) is a reflective surface. Light from the surroundings is incident on the detector (4). Furthermore, the opening/closing operation of this chopper (6) is monitored by a monitor circuit (8) consisting of 7 sensors and 7 receivers, and the opening/closing operation of this chopper (6) is
6) 1ji′! A chopper synchronization signal corresponding to the idle time is input to a microcomputer (24) to be described later.
(10)は検知器(4)周辺の参照温度を測定する温度
センサであり、この温度センサ(10)の出力は自己温
度測定回路(12)を介して後述するA/D変換回m(
22)に入力されてディジタル信号に変換され、マイク
ロコンビエータ(24)に入力される。(10) is a temperature sensor that measures the reference temperature around the detector (4), and the output of this temperature sensor (10) is sent via a self-temperature measuring circuit (12) to an A/D conversion cycle m (described later).
22), is converted into a digital signal, and is input to the micro combinator (24).
一方、検知器(4)の出力信号はプリアンプ(14)に
よって増幅され、チ1ツバ(6)の開閉周波数と同じ周
波数の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ(16
)によってチョッパの開閉周波数と同じ周波数の信号の
みが選別され、この選別された信号のみがメインアンプ
(18)に入力されて更に増幅される。On the other hand, the output signal of the detector (4) is amplified by the preamplifier (14), and the bandpass filter (16) passes only the signal with the same frequency as the opening/closing frequency of the tip (6).
) selects only signals having the same frequency as the chopper opening/closing frequency, and only the selected signals are input to the main amplifier (18) and further amplified.
更にメインアンプ(18)の出力信号は、整流回路(2
0)によって整流されてA/D変換回路(22)に入力
される。ここで、整流回路(20)は前記チョッパ同期
信号を元にマイクロコンピュータ(24)が作った同期
信号によって入力信号を同期整流する。A/D変換回路
(22)には、自己温度洞定回路(12)から出力され
る検知器(4)周辺の温度に関するアナログ信号と、整
流回路(20)から出力される検知器(4)の出力信号
に応じたアナログ信号とが入力される。そして、A/D
変換回路(22)はこの入力されるアナログ信号を順次
ディジタル信号に変換してマイクロコンピュータ(24
)に向けて出力する。Furthermore, the output signal of the main amplifier (18) is passed through the rectifier circuit (2
0) and input to the A/D conversion circuit (22). Here, the rectifier circuit (20) synchronously rectifies the input signal using a synchronization signal generated by the microcomputer (24) based on the chopper synchronization signal. The A/D conversion circuit (22) receives an analog signal regarding the temperature around the detector (4) output from the self-temperature detection circuit (12) and the detector (4) output from the rectifier circuit (20). An analog signal corresponding to the output signal of is input. And A/D
The conversion circuit (22) sequentially converts the input analog signals into digital signals and sends them to the microcomputer (24).
).
マイクロコンピュータ(24)は、A/D変換回路(2
2)を介して入力される信号に応じて測定対象の温度を
演算するとともに予め格納された校正用プログラムに基
づいて装置の自己校正を行う。The microcomputer (24) has an A/D conversion circuit (2
2) The temperature of the object to be measured is calculated in accordance with the signal inputted via 2), and the device self-calibrates based on a calibration program stored in advance.
(26)は、メインアンプ(18)の出力信号が入力さ
れるゼロクロス検出用コンパレータであり、その入力信
号の符号が正のときは”High”の信号を出力し、負
のときは”Low”の信号を出力するものである。この
ゼロクロス検出用コンパレータ(26)の出力信号をゼ
ロクロス同期信号とする。(26) is a zero-cross detection comparator to which the output signal of the main amplifier (18) is input, and when the sign of the input signal is positive, it outputs a "High" signal, and when it is negative, it outputs a "Low" signal. It outputs a signal. The output signal of this zero-cross detection comparator (26) is used as a zero-cross synchronization signal.
(28)は不揮発性RAMであり、マイクロフン ゛ビ
エータ(24)が後述する校正用プログラムを実行して
得られた校正用データを記憶するとともに、この記憶さ
れた校正用データを温度測定時の装置の校正に用いるた
めにマイクロコンピュータ(24)に出力する。(30
)はマイクロコンピュータ(24)によって演nされた
測定対象の温度に関するデータをディジタル信号として
出力するディジタル出力回路、(32)は液晶表示装置
であり、同様にして演算された測定対象の温度に関する
表示を行う。(28) is a non-volatile RAM that stores calibration data obtained by the micro-funviator (24) executing a calibration program to be described later, and also uses this stored calibration data when measuring temperature. It is output to the microcomputer (24) for use in calibrating the device. (30
) is a digital output circuit that outputs data related to the temperature of the measurement object calculated by the microcomputer (24) as a digital signal, and (32) is a liquid crystal display device, which displays the temperature of the measurement object calculated in the same way. I do.
(34)〜(40)はそれぞれ手動操作可能なスイッチ
であり、各スイッチの作用については@2図に基づいて
説明する。(34) to (40) are manually operable switches, and the operation of each switch will be explained based on Figure @2.
第2図は本実施例の放射温度計の操作部及び表示部を示
す正面図であり、同図において、液晶表示装置(32)
は測定された温度及び設定された放射率を表示するもの
である。(34)はサンプル/ホールド・スイッチ、(
36)及び(38)は放射率設定スイッチである。この
スイッチ(36)(38)は、液晶表示装置f!(32
’)に表示される放射率をスイッチ(36)を押すこと
によって増加させ、スイッチ(38)を押すことによっ
て減少させる。FIG. 2 is a front view showing the operation section and display section of the radiation thermometer of this example, and in the same figure, the liquid crystal display device (32)
displays the measured temperature and set emissivity. (34) is the sample/hold switch, (
36) and (38) are emissivity setting switches. These switches (36) and (38) are connected to the liquid crystal display f! (32
') is increased by pressing the switch (36) and decreased by pressing the switch (38).
(40)は装置全体に電力を供給するための電源スィッ
チ、(42)はモード切り換えスイッチであり、このモ
ード切り換えスイッチ(42)が指標”CAL”に合わ
せられているときには装置が自己校正動作を行う校正モ
ードとなり、指標”MEA”に合わせられているときに
は装置は測定対象の温度を測定する測定モードとなる。(40) is a power switch for supplying power to the entire device, (42) is a mode changeover switch, and when this mode changeover switch (42) is set to the index “CAL”, the device performs self-calibration operation. The device enters a calibration mode in which the temperature is measured, and when the index "MEA" is adjusted, the device enters a measurement mode in which the temperature of the object to be measured is measured.
(44)は第1図のディジタル出力回路(30)に該当
するディジタル出力用外部端子である。(44) is an external terminal for digital output corresponding to the digital output circuit (30) in FIG.
以下、本実施例の動作について説明する。まず、測定対
象の温度を測定するときには、モード切り換えスイッチ
(42)を指標”MEA″に合わせた後に電源スィッチ
(40)をONにすると測定が繰り返され、液晶表示装
置(32)には測定温度と設定された放射率が表示され
る。この状態でサンプル/ホールド・スイッチ(34)
がONされるとその時点の測定温度がホールドされて液
晶表示装置(32)に表示される。ここで、スイッチ(
36)(38)を捏作して設定された放射率を変更する
ことができ、ホールドされた温度も変更された新しい放
射率に基づいて演算しなおされて表示される。The operation of this embodiment will be explained below. First, when measuring the temperature of the object to be measured, set the mode selector switch (42) to the index "MEA" and turn on the power switch (40) to repeat the measurement, and the liquid crystal display device (32) will display the measured temperature. The set emissivity will be displayed. In this state, turn on the sample/hold switch (34).
When turned on, the measured temperature at that time is held and displayed on the liquid crystal display (32). Here, switch (
36) It is possible to change the set emissivity by fabricating (38), and the held temperature is also recalculated and displayed based on the new changed emissivity.
本実施例では種々の校正モードを有しており、以下その
各校正モードにおける動作について詳細に説明する。This embodiment has various calibration modes, and the operation in each calibration mode will be explained in detail below.
まず、モード切り換えスイッチ(42)を指標″CAL
″′に合わせた状態で1!源スイツチ(4o)をONに
すると、校正モードIの動作が開始される。First, set the mode changeover switch (42) to the index "CAL".
When the 1! source switch (4o) is turned on with the calibration mode set to ``'', the operation in calibration mode I is started.
この校正モードIについて説明する。本実施例において
、検知器(4)は、チョッパ(6)が開状態にあるとき
には測定対象から放射される放射エネルギーを受けると
ともにチ9ツバ(6)が閉状態にあるときにはチョッパ
(6)の反射面によって検知器周辺からの放射エネルギ
ーを受け、この開状態が交互に繰り返される。従って、
検知器(4)の出力は交流となり、この交流出力は測定
′N象と検知器周辺との放射エネルギーの差になる。よ
って、測定対象の温度を得るためには検知器(4)周辺
の参照温度を知る必要がある。This calibration mode I will be explained. In this embodiment, the detector (4) receives radiant energy emitted from the measurement target when the chopper (6) is in the open state, and receives the radiation energy from the chopper (6) when the chi9 collar (6) is in the closed state. The reflective surface receives radiant energy from around the detector, and this open state is alternately repeated. Therefore,
The output of the detector (4) is alternating current, and this alternating current output is the difference in radiant energy between the measured 'N' and the surrounding area of the detector. Therefore, in order to obtain the temperature of the object to be measured, it is necessary to know the reference temperature around the detector (4).
本実施例の放射温度計においては、温度センサ(10)
によってこの参照温度を測定しているけれども、この温
度センサ(10)は温度に応じて抵抗値が変化する感温
抵抗を用いており、感温抵抗やその他の回路素子には製
造時の個体差があるので、製造されたVCC101つに
ついてこの個体差が測定精度に影響を及ぼすことがない
ように校正する必要がある。この校正を行うために校正
モードIがある。In the radiation thermometer of this embodiment, the temperature sensor (10)
However, this temperature sensor (10) uses a temperature-sensitive resistor whose resistance value changes depending on the temperature, and there are individual differences in the temperature-sensitive resistor and other circuit elements during manufacturing. Therefore, it is necessary to calibrate each manufactured VCC 10 so that this individual difference does not affect measurement accuracy. There is a calibration mode I to perform this calibration.
本実施例において、温度センサ(10)に用いられる感
温抵抗の0°Cにおける抵抗値をR8とじ、この校正の
ために用いられる2つの固定抵抗R1゜、R40の抵抗
値のA/D変換回路(22)によるA/D変換値をそれ
ぞれR4、R2とする。そして、感温抵抗のA/D変換
値をRaとするとき、この値Raと温度Tとの関係を次
のように定義する。In this example, the resistance value at 0°C of the temperature sensitive resistor used in the temperature sensor (10) is designated as R8, and the A/D conversion of the resistance value of two fixed resistors R1° and R40 used for this calibration is performed. Let A/D conversion values by the circuit (22) be R4 and R2, respectively. When the A/D converted value of the temperature sensitive resistor is Ra, the relationship between this value Ra and the temperature T is defined as follows.
T=a−Ra+b −−(1)ここで、
a、bは定数であり、個体差がある。そして、感温抵抗
の温度係数(97°C)をαとし、T1゜Cにおける感
温抵抗の抵抗値をRIGとし、T4゜°Cにおける感温
抵抗の抵抗値をR4゜とすると、次の関係が成立する。T=a-Ra+b --(1) where,
a and b are constants, and there are individual differences. Then, if the temperature coefficient (97°C) of the temperature-sensitive resistor is α, the resistance value of the temperature-sensitive resistor at T1°C is RIG, and the resistance value of the temperature-sensitive resistor at T4°C is R4°, then the following A relationship is established.
R,0= R、十α・T、。 ・・・・・・(
2)R,、=R,+α ・T、。 ・・・・
・・(3)更に、(1)式からT、。とT、。とはそれ
ぞれ次のように表現される。R, 0 = R, 10α・T,.・・・・・・(
2) R,,=R,+α・T,.・・・・・・
...(3) Furthermore, from equation (1), T. and T. are each expressed as follows:
T 、o:1 * R+o +b =・・
=(4)T *o=a−Rto+b −−
(5)ここで、(2)〜(5)式からT、。とT、。と
を消去すれば、各感温抵抗に固有の自己温度定数a、b
を求めることができる。この自己温度定数a、bを求め
るのが校正モードIの動作である。T, o: 1 * R + o + b =...
= (4) T *o=a-Rto+b --
(5) Here, from equations (2) to (5), T. and T. By eliminating
can be found. The operation of calibration mode I is to obtain these self-temperature constants a and b.
次に、この校正モードIにおけるマイクロコンピュータ
(24)の動作を第3図の70−チャートに基づいて説
明する。第3図において、前述のようにして校正モード
■が開始されると、まず、ステップ#1で温度センサ(
10)のO″Cでの抵抗値R,初期値を液晶表示装置(
32)に表示する。Next, the operation of the microcomputer (24) in this calibration mode I will be explained based on chart 70 in FIG. In FIG. 3, when the calibration mode ■ is started as described above, first, in step #1, the temperature sensor (
10) The resistance value R at O''C, the initial value is displayed on the liquid crystal display (
32).
次にステップ#2、#3ではスイッチ(36)もしくは
(38)がONされているか否かが判定され、スイッチ
(36)がONされていればステップ#4にすすんで液
晶表示装!(32)の表示値を”0.1%”だけ増加さ
せ、スイッチ(38)がONされていればステップ#5
にすすんで表示値が”0.1%”だけ減少させられる。Next, in steps #2 and #3, it is determined whether the switch (36) or (38) is turned on, and if the switch (36) is turned on, the process proceeds to step #4 and displays the liquid crystal display! Increase the displayed value of (32) by "0.1%" and if the switch (38) is turned on, step #5
The displayed value is then decreased by 0.1%.
そして、ステップ#6ではサンプル/ホールド・スイッ
チ(34)がONされているか否かが判定され、このス
イッチ(34)がONされればステップ#7にすすんで
液晶表示装置(32)に表示された表示値をRoとして
セーブする。ここで、サンプル/ホールド・スイッチ(
34)がONされるまではスイッチ(36)及び(38
)によって表示値を自由に変更することができる。Then, in step #6, it is determined whether or not the sample/hold switch (34) is turned on. If this switch (34) is turned on, the process proceeds to step #7 and the information is displayed on the liquid crystal display (32). Save the displayed value as Ro. Now press the sample/hold switch (
Switches (36) and (38) are turned on until switch (34) is turned on.
) allows you to freely change the displayed value.
次に操作者は上述した固定抵抗R1゜を温度センサ(1
0)の感温抵抗に代えて結線する。−方、マイクロコン
ピュータ(24)l土ステップ#8″Cサンプル/ホー
ルド・スイッチ(34)がON%れるのを待っている。Next, the operator connects the above-mentioned fixed resistor R1° to the temperature sensor (1
Connect in place of the temperature-sensitive resistor in 0). - On the other hand, the microcomputer (24) is waiting for the sample/hold switch (34) to turn ON at step #8''.
すなわち、操作者はサンプル/ホールド・スイッチ(3
4)を押す前に固定抵抗R1゜を感温抵抗に代えて結線
し、この結線が完了すればサンプル/ホールド・スイッ
チ(34)を押圧する。すると、プログラムはステップ
#9にすすんで固定抵抗R1゜のA/D変換回路(22
)によるA/D変換値R5がマイクロコンビよ−タ(2
4)に入力される。That is, the operator must press the sample/hold switch (3
4) Before pressing , connect the fixed resistor R1° in place of the temperature-sensitive resistor, and when this wiring is completed, press the sample/hold switch (34). Then, the program advances to step #9, where the A/D conversion circuit (22
) is the A/D conversion value R5 of the microcomputer (2
4) is input.
同様にして、今度は操作者が感温抵抗に代えて固定抵抗
R1゜を結線し、この結線が完了してからスイッチ(3
6)を押圧する。すると、スイッチ(36)の抑圧によ
ってプログラムはステップ#10からステップ#11に
すすみ、固定抵抗R1゜のA/D変換回路(22)によ
るA/D変換値R2がマイクロコンピュータ(24)に
よって求められる。In the same way, the operator now connects the fixed resistor R1° instead of the temperature-sensitive resistor, and after completing this wiring, switch (3
6) Press. Then, the program proceeds from step #10 to step #11 by suppressing the switch (36), and the microcomputer (24) obtains the A/D conversion value R2 by the A/D conversion circuit (22) with the fixed resistance R1°. .
次にマイクロフンピユータ(24)のプログラムはステ
ップ#12にすすみ、2つの固定抵抗R111%R4゜
結線時のA/D変換値R,、R2とステップ#7におい
て設定された温度データとから、温度センサ(10)に
用いられる感温抵抗の自己温度を演算するための校正定
数a+bを求め、ステップ#13′cこの自己温度定数
a、bを不揮発性RAM(28)にセーブする。これに
よって、個体差のある感温抵抗固有の定数a、bが不揮
発性RAM(28)に記憶される。そして、プログラム
は校正モード■にすすむ。Next, the program of the microcomputer (24) proceeds to step #12, and from the A/D conversion value R,, R2 when the two fixed resistors R111%R4° are connected and the temperature data set in step #7, A calibration constant a+b for calculating the self-temperature of the temperature-sensitive resistor used in the temperature sensor (10) is determined, and in step #13'c, the self-temperature constants a and b are saved in the non-volatile RAM (28). As a result, constants a and b specific to the temperature-sensitive resistor, which vary among individuals, are stored in the nonvolatile RAM (28). The program then proceeds to calibration mode ■.
この校正モードHについて説明する。本実施例において
、i1図図示のように検知器(4)からのエネルギー信
号はマイクロコンピュータ(24)からの整流同期信号
に応じて整流回路(20)によって整流される。ここで
、この整流同期信号はモニタ回路(8)からのチョッパ
同期信号をマイクロコンピュータ(24)内で遅延させ
て作られるように構成されている。そして、各装置ごと
にこのチヨ・7パ同期信号と整流同期信号との遅延時間
にばらつきがあるので、これを校正する必要がある。こ
の校正を行うのが、校正モード■である。〜いま、第4
図に、検知器(4)からのエネルギー信号をA、マイク
ロフンピユータ(24)からの整流同期信号をB、整流
回路(20)の出力信号をC、モニタ回路(8)からの
チョッパ同期信号をり、ゼロクロス検出用コンパレータ
(26)からのゼロクロス同期信号をEとして、各信号
の時間的変化を示す。第4図において、チョッパ同期信
号りと整流同期信号Bと間には信号遅れ時間、しが、あ
り、この時間に個体差がある。そこで、この個体差を校
正するのが校正モード■の動作である。本実施例におい
ては、整流回路(20)に入力されるメインアンプ(1
8)の出力信号はゼロクロス検出用フンパレータ(26
)にも入力されており、このゼロクロス検出用コンパレ
ータ(26)はメイン7ンブ(18)の出力信号がQ
、+f、を横切るたびに出力を反転させる。This calibration mode H will be explained. In this embodiment, as shown in Figure i1, the energy signal from the detector (4) is rectified by the rectifier circuit (20) in response to a rectification synchronization signal from the microcomputer (24). Here, this rectified synchronization signal is configured to be generated by delaying the chopper synchronization signal from the monitor circuit (8) within the microcomputer (24). Since there are variations in the delay time between the Chiyo-7P synchronization signal and the rectified synchronization signal for each device, it is necessary to calibrate this. This calibration is performed in calibration mode ■. ~Now, the 4th
In the figure, A shows the energy signal from the detector (4), B shows the rectified synchronizing signal from the microfum computer (24), C shows the output signal of the rectifying circuit (20), and C chopper synchronizing signal from the monitor circuit (8). The time change of each signal is shown with the zero-crossing synchronization signal from the zero-crossing detection comparator (26) as E. In FIG. 4, there is a signal delay time between the chopper synchronization signal B and the rectification synchronization signal B, and there are individual differences in this time. Therefore, the operation of calibration mode (2) is to calibrate this individual difference. In this embodiment, the main amplifier (1
The output signal of 8) is sent to the zero-cross detection hump
), and this zero-cross detection comparator (26) is connected to the output signal of the main 7 amplifier (18).
, +f, the output is inverted each time it crosses.
従って、マイクロコンピュータ(24)からの整流同期
信号Bとゼロクロス同期信号Eとは常に一致している。Therefore, the rectified synchronization signal B and the zero-cross synchronization signal E from the microcomputer (24) always match.
校正モード■におけるマイクロコンピュータ(24)の
動作を第5図のフローチャートに示す。The operation of the microcomputer (24) in the calibration mode (2) is shown in the flowchart of FIG.
この校正モードHにおいて校正に必要なデータは、測定
レンジの高温域(本実施例では250°C付近)の黒体
炉の温度、黒体炉から放射されるエネルギーを受ける検
知器(4)の出力のA/D変換値、及びそのときの参照
温度である。The data required for calibration in this calibration mode H are the temperature of the blackbody furnace in the high temperature range of the measurement range (around 250°C in this example), and the temperature of the detector (4) that receives the energy radiated from the blackbody furnace. These are the A/D conversion value of the output and the reference temperature at that time.
ステップ#21では液晶表示装置(32)に黒体炉の温
度の初期設定値として’2SO′C”を表示する。そし
て、ステップ#22、#23ではスイッチ(36)(3
8)が操作されたが否かを判別し、スイッチ(36)が
操作されればステップ#24にすすんで表示される魚体
炉温度を”0.1”C”だけ増加させ、逆にスイッチ(38)が
操作されればステップ#25にすすんで表示される黒体
炉温度を0.1°C″だけ減少させる。In step #21, '2SO'C' is displayed on the liquid crystal display (32) as the initial setting value of the temperature of the blackbody furnace.Then, in steps #22 and #23, the switch (36) (3
8) is operated or not, and if the switch (36) is operated, proceed to step #24 and increase the displayed fish furnace temperature by "0.1"C, and conversely, switch (36) is operated. If 38) is operated, the process proceeds to step #25 and the displayed blackbody furnace temperature is decreased by 0.1°C''.
すなわち、繰作者は予め知られている黒体炉の温度をス
イッチ(36)(38)を操作して液晶表示装ra(3
2)に設定するのである。そして、この設定が完了すれ
ば、繰作者はサンプル/ホールド・スイッチ(34)を
押圧する。このサンプル/ホールド・スイッチ(34)
が押圧されるまではスイッチ(36)もしくは(38)
の操作によって表示値を変更することが可能である。こ
のようにして、予め知られている黒体炉の温度が液晶表
示装置(32)に設定されてサンプル/ホールド・スイ
ッチ(34)が押圧されると、プログラムはステップ#
26からステップ井27にすすんで、液晶表示装置(3
2)に表示された黒体炉の温度を不揮発性RAM(28
)にセーブする。That is, the user operates the switches (36) and (38) to set the temperature of the blackbody furnace, which is known in advance, to the liquid crystal display device ra (3).
2). When this setting is completed, the repeater presses the sample/hold switch (34). This sample/hold switch (34)
switch (36) or (38) until is pressed.
It is possible to change the displayed value by operating . In this way, when the previously known temperature of the blackbody furnace is set on the liquid crystal display (32) and the sample/hold switch (34) is pressed, the program proceeds to step #
Proceed from step 26 to step well 27 and install the liquid crystal display device (3
The temperature of the blackbody furnace displayed in 2) is stored in the non-volatile RAM (28
).
次に、ステップ#28ではモニタ回路(8)からのチョ
ッパ同期信号(第4図のD)がHigh″か否かを判別
し、”High″になればステップ#29にすすんで信
号遅れ時間tのカウントを開始し、ステップ#30でゼ
ロクロス検出用コンパレータ(26)のゼロクロス同期
信号(′PJ4図のE)が”High”になったことが
判別されるとこのカフントを終了する。これによって、
チョッパ同期信号りが”High″になってからゼロク
ロス同期信号Eが”High″になるまでの信号遅れ時
間tがff1l定される。そして、ステップ#31では
このカウントされた信号遅れ時間tを不揮発性RAM(
28)にセーブする。Next, in step #28, it is determined whether the chopper synchronization signal (D in Fig. 4) from the monitor circuit (8) is "High" or not. If it is "High", the process proceeds to step #29 and the signal delay time t is determined. The count starts, and when it is determined in step #30 that the zero cross synchronization signal (E in the figure PJ4) of the zero cross detection comparator (26) has become "High", this count ends.
A signal delay time t from when the chopper synchronization signal E becomes "High" to when the zero cross synchronization signal E becomes "High" is determined as ff1l. Then, in step #31, the counted signal delay time t is stored in the nonvolatile RAM (
28) Save.
更に、ステップ#32では、温度センサ(10)の出力
信号をA/D変換回路(22)によってディジタル信号
に変換し、校正モードIにおいて演算された自己温度定
数a、bを用いて検知器(4)の自己温度を計算する。Furthermore, in step #32, the output signal of the temperature sensor (10) is converted into a digital signal by the A/D conversion circuit (22), and the self-temperature constants a and b calculated in calibration mode I are used to convert the output signal of the temperature sensor (10) into a digital signal. 4) Calculate the self-temperature.
次にステップ#33では、黒体炉測定時の検知器(4)
の出力に応じた整流回路(20)の出力信号をA/D変
換回路(22)によりてディジタル信号に変換し、ステ
ップ#34で検知器(4)の自己温度とこの黒体炉の放
射エネルギーのA/D変換値とが不揮発性RAM(28
)にセーブされる。そして、プログラムは校正モード■
にすすむ。Next, in step #33, the detector (4) used for blackbody furnace measurement
The output signal of the rectifier circuit (20) corresponding to the output of The A/D conversion value and the non-volatile RAM (28
) will be saved. And the program is in calibration mode■
Proceed to.
この校正モード■は、測定対象からの放射エネルギーの
A/D変換値と参照温度とから測定対象の温度を計算す
るための校正定数を求めるためのものである。This calibration mode (2) is for determining a calibration constant for calculating the temperature of the measurement object from the A/D conversion value of the radiant energy from the measurement object and the reference temperature.
ここで、測定対象の温度をTL、その放射率をEt、そ
の分光放射エネルギーをEt、参照温度をTd、その分
光放射エネルギーをE(Td、入)、検知器(4つ)の
分光感度をS(λ)とすると、チョッパ(6)の開状態
における検知器(4)に入射するエネルギーE、は、E、= +A・εL−E(Tt、^)十B −E(T
d、λ))・S(λ)・dA ・・・・・・
(6)となり、−方、チョッパ(6)の開状態における
検知器(4)に入射するエネルギーEcは、Ec=
C−E(Td、λ)・S(入)−dA ・ (7
)となる、ここで、A、B、Cはそれぞれ定数である。Here, the temperature of the measurement target is TL, its emissivity is Et, its spectral radiant energy is Et, the reference temperature is Td, its spectral radiant energy is E (Td, ON), and the spectral sensitivity of the detectors (4) is S(λ), the energy E incident on the detector (4) when the chopper (6) is open is:
d, λ))・S(λ)・dA ・・・・・・
(6), and on the negative side, the energy Ec incident on the detector (4) when the chopper (6) is open is Ec=
C-E(Td, λ)・S(in)-dA・(7
), where A, B, and C are each constants.
従って、この開状態における入射エネルギー差ΔEは、ΔE=E、−Ec=A・Et E(Tt、λ)・S(λ)・dλ〇−D−E(Tcl、λ)・S(λ)・d人・・・・・・
(8)となる、但し、D=B−Cである。(8)式より測定対
象の放射エネルギーEtは、Et= ε t E(Tt、λ )・ S(λ
)・ dλ=c・ΔE十d E(Td、^)−3(^
)・dλ・・・・・・(9)となる。但し、ここで、c、dは定数であり、e=1/
A、d=D/Aである。ここで、(9)式をEt=εt
−f(T t) ・・・・・
・(10)とあられせぼ、測定対象の温度Ttは、Tt
=f ’(Et/εt) ・・・・・・(
11)となる。Therefore, the incident energy difference ΔE in this open state is: ΔE=E, -Ec =A・Et E(Tt, λ)・S(λ)・dλ〇−D−E(Tcl, λ)・S(λ)・d people...
(8) where D=B−C. From equation (8), the radiant energy Et of the measurement target is Et= ε t E(Tt, λ)・S(λ
)・dλ=c・ΔE1d E(Td, ^)−3(^
)・dλ・・・(9) However, here, c and d are constants, and e=1/
A, d=D/A. Here, Et=εt
-f(Tt)...
・(10) and the temperature Tt of the measurement target is Tt
=f'(Et/εt) ・・・・・・(
11).
本実施例においては、この定数c、dを校正モード■に
おいて求める。すなわち、まず、校正モード■で測定さ
れた高温域(250°C付近)状態における黒体炉の温
度、参照及び放射エネルギーのA/D変換値とは別に、
校正モード■において低温(30°C付近域)状態のこ
れらの数値を測定する。以下、この校正モード■におけ
るマイクロコンピュータ(24)の動作を第6図の70
−チャートに示し、それについて説明する。In this embodiment, these constants c and d are determined in the calibration mode (2). That is, first, apart from the temperature of the blackbody furnace in the high temperature range (near 250°C) measured in calibration mode ①, the A/D conversion value of reference and radiant energy,
Measure these values at low temperatures (around 30°C) in calibration mode (3). Below, we will explain the operation of the microcomputer (24) in this calibration mode (70) in Figure 6.
- Show on a chart and explain it.
ステップ#42から又テップ#48までにおいて、第5
図のステップ゛#21からステンブ#27までと同様に
、黒体炉の温度を不揮発性RAM(28)にセーブする
。但し、ここで、ステップ#42においでは黒体炉の温
度は30.0″と初期設定される。From step #42 to step #48, the fifth
Similarly to steps #21 to #27 in the figure, the temperature of the blackbody furnace is saved in the non-volatile RAM (28). However, here, in step #42, the temperature of the blackbody furnace is initially set to 30.0''.
更(こ、ステ7ブ井49で(土、温度センサく10)の
出力信号をA/D変換回路(22)によってA/D変換
し、校正モードIにおいて求められた定数a、bを用い
て検知器(4)の参照温度を計算する。Furthermore, the output signal of the temperature sensor 10 in step 7 well 49 is A/D converted by the A/D converter circuit (22), and the constants a and b obtained in calibration mode I are used. Calculate the reference temperature of the detector (4).
次に、ステップ#50で黒体炉からの放射エネルギーを
受けている検知器(4)の出力信号をA / D変換回
路(22)によってA/D変換する。続いて、ステップ
#51で校正モード■で求められ不揮発性RAM(28
)にセーブされている黒体炉の放射率及び温度、参照温
度、及び黒体炉からの放射エネルギーを受けている検知
器(4)の出力信号のA/D変換値を、それぞれ、不揮
発性RAM(28)からマイクロコンピュータ(24)
にロードする。Next, in step #50, the output signal of the detector (4) receiving radiant energy from the blackbody furnace is A/D converted by the A/D conversion circuit (22). Next, in step #51, the non-volatile RAM (28
), the emissivity and temperature of the blackbody furnace, the reference temperature, and the A/D conversion value of the output signal of the detector (4) receiving radiant energy from the blackbody furnace are stored in From RAM (28) to microcomputer (24)
Load into.
そして、ステップ#52では、これらのステップ#41
、#48及び#49から#51までにおいて入力された
データに基づいて、検知器(4)の出力信号からそれに
対応する温度に変換する際に必要な校正定数c、dを計
算する。この計算された温度校正定数C9dはステップ
#53において不揮発性RAM(28)にセーブされ、
校正モード■の動作が完了する。Then, in step #52, these steps #41
, #48 and #49 to #51, the calibration constants c and d necessary for converting the output signal of the detector (4) to the corresponding temperature are calculated. This calculated temperature calibration constant C9d is saved in the non-volatile RAM (28) in step #53,
Calibration mode ■ operation is completed.
更に、本実施例の放射温度計は、校正モード■に続いて
別に2つの校正モードを有する。まず、校正モード■は
、液晶表示装置(32)に表示される温度を摂氏単位系
(”C)′c表示するか華氏単位系(°F)で表示する
かを切り換えることができるように設けられている。更
に、校正モード■は、メインアンプ(18)のゲインを
@調整するために設けられている。Furthermore, the radiation thermometer of this embodiment has two additional calibration modes following the calibration mode (2). First, the calibration mode ■ is provided so that it is possible to switch between displaying the temperature displayed on the liquid crystal display device (32) in the Celsius unit system ("C)'c or the Fahrenheit unit system (°F). Further, a calibration mode (2) is provided for adjusting the gain of the main amplifier (18).
はじめに、校正モード■の動作について、第7図の70
−チャートを用いて説明する。まず、この校正モード■
のプログラムが開始させられると、ステップ#54で液
晶表示装置(32)に摂氏表示を示す温度単位″C″が
初期表示される。そして、ステップ井55、#56でス
イッチ(3G)(38)がONされているか否かを判定
し、スイッチ(36)がONされればステップ#57に
すすんでそのまま温度単位”C”が液晶表示装!(32
)に表示され、スイッチ(38)がONされればステッ
プ#58にすすんで華氏表示を示す温度単位″F”が表
示される。この温度単位系の切り換えは、サンプル/ホ
ールド・スイッチ(34)がONされるまで可能であり
、ステップ井59でこのサンプルホールド・スイッチ(
34)のONが判別されるとステップ#60にすすんで
、そのときに表示されている温度単位系を不揮発性RA
M(28)にセーブする.そして、校正モード■にすす
む。First, regarding the operation of calibration mode ■, please refer to 70 in Figure 7.
-Explain using a chart. First, this calibration mode
When the program is started, the temperature unit "C" indicating Celsius is initially displayed on the liquid crystal display device (32) in step #54. Then, it is determined whether the switch (3G) (38) is turned on or not in step wells 55 and #56. If the switch (36) is turned on, the process proceeds to step #57 and the temperature unit "C" is displayed on the LCD. Display! (32
), and if the switch (38) is turned on, the process proceeds to step #58 and the temperature unit "F" indicating the Fahrenheit display is displayed. This switching of the temperature unit system is possible until the sample/hold switch (34) is turned on.
34) is determined to be ON, the process proceeds to step #60, and the temperature unit system displayed at that time is changed to the non-volatile RA.
Save to M(28). Then, proceed to the calibration mode■.
校正モード■におけるマイクロコンピュータ(24)の
動作を第8図に示し、これについて説明する.まず、ス
テップ#61では測定対象の温度を測定して表示し、ス
テップ#62でサンプル/ホールド・スイッチ(34)
がONされるのを待つ。The operation of the microcomputer (24) in the calibration mode (■) is shown in FIG. 8, and will be explained. First, in step #61, the temperature of the object to be measured is measured and displayed, and in step #62, the sample/hold switch (34) is
Wait for it to turn on.
そして、ステップ#62でサンプル/ホールド・スイッ
チ(34)のONが判別されると、ステップ#63にす
すんで液晶表示装置(32)に表示されている温度をホ
ールドするとともに、メインアンプ(18)のデインと
して’1,000″を表示する。When it is determined in step #62 that the sample/hold switch (34) is ON, the process proceeds to step #63, where the temperature displayed on the liquid crystal display (32) is held, and the temperature displayed on the main amplifier (18) is held. '1,000' is displayed as the dein.
このゲインはスイッチ(36)(38)の操作によって
変更可能であり、ステップ#64でスイッチ(36)の
ONが判別されればステップ#66にすすんでこのゲイ
ンが0.001″だけ増加させられ、逆にステップ#6
5でスイッチ(38)のONが判別されればステップ#
67にすすんでこのゲインが0.001″だけ減少させ
られる。このメインアンプ(18)のゲイン設定は、サ
ンプル/ホールド・スイッチ(34)がONされるまで
可能であり、ステップ#68でこのサンプル/ホールド
・スイッチ(34)のONが判別されるとステップ#6
9にすすんで液晶表示装fi!(32)に表示されてい
る設定されたゲインを不揮発性RAM(28)にセーブ
する。This gain can be changed by operating the switches (36) and (38), and if it is determined in step #64 that the switch (36) is ON, the process advances to step #66 and this gain is increased by 0.001''. , conversely step #6
If it is determined in step 5 that the switch (38) is ON, step #
67, this gain is reduced by 0.001''. This main amplifier (18) gain setting is possible until the sample/hold switch (34) is turned on, and in step #68 this sample /When it is determined that the hold switch (34) is ON, step #6
Proceed to 9 and use the LCD display fi! The set gain displayed in (32) is saved in non-volatile RAM (28).
発J!暮1胆以上詳述したように、本発明にかかる放射温度計は、測
定対象から放射された放射エネルギーを受け、電気信号
に変換する検知器と、検知器への放射エネルギーの入射
を断続的に遮断するチッッパと、チョッパの開閉状態を
モニタしてその開閉に応じたチョッパ同期信号を出力す
るモニタ手段と、検知器の出力信号の符号が反転すると
ゼロクロス同期信号を出力するゼロクロス検出手段と、
チョッパ同期信号とゼロクロス同期信号との時間差を測
定する時間差測定手段と、測定された時間差を記憶する
記憶手段と、検知器の出力信号を整流する整流手段と、
チョッパ同期信号から記憶手段に記憶された時間差だけ
遅れたパルス信号を作成し、このパルス信号によって整
流手段を作動させて同期整流を行わせる制御手段とを有
することを特徴とするものであり、このように構成する
ことによって、放射温度計自身がチョッパの開閉動作に
同期して整流手段の整流動作を行なわせるために必要な
時間差を自動的に測定・記憶するので、装置組み立て時
のこの同期のための調整を行う必要をなくすることがで
きる。Departure J! As described in detail above, the radiation thermometer according to the present invention includes a detector that receives radiant energy emitted from a measurement target and converts it into an electrical signal, and a detector that intermittently inputs the radiant energy to the detector. a chipper that shuts off the chopper, a monitor means that monitors the open/close state of the chopper and outputs a chopper synchronization signal according to the open/close state, and a zero cross detection means that outputs a zero cross synchronization signal when the sign of the output signal of the detector is reversed;
a time difference measuring means for measuring the time difference between the chopper synchronization signal and the zero-cross synchronization signal; a storage means for storing the measured time difference; and a rectification means for rectifying the output signal of the detector;
It is characterized by having a control means for creating a pulse signal delayed by the time difference stored in the storage means from the chopper synchronization signal, and operating the rectification means to perform synchronous rectification by this pulse signal. With this configuration, the radiation thermometer itself automatically measures and stores the time difference required to cause the rectifier to rectify in synchronization with the opening and closing operations of the chopper. This eliminates the need to make adjustments for this purpose.
第1図は本発明実施例にかかる放射温度計の構成を示す
ブロック図、第2図はその表示部及び操作部を示す正面
図、第3図、第5図、第6図、第7図、第8図はそれぞ
れ本実施例のCPUの校正モードにおける動作を示す7
0−チャート、第4図は本実施例の各回路の出力信号の
変化を示すタイムチャート、第9図は本実施例の測定モ
ードにおける動作を示す70−チャートである。(4);検知器、(6);チョッパ、(8);モニタ手段、(20);整流手段、(24);時間差測定手段、制御手段、(26);ゼロ
クロス検出手段、(28);記憶手段。以上出願人 ミノルタカメラ株式会社第S図第6図第7図第8図第9図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a radiation thermometer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing the display section and operation section, and FIGS. 3, 5, 6, and 7. , and FIG. 8 respectively show the operation of the CPU in the calibration mode of this embodiment.
0-chart, FIG. 4 is a time chart showing changes in the output signals of each circuit of this embodiment, and FIG. 9 is a 70-chart showing the operation in the measurement mode of this embodiment. (4); Detector; (6); Chopper; (8); Monitoring means; (20); Rectifying means; (24); Time difference measuring means, control means; (26); Zero cross detection means; memory means. Applicant Minolta Camera Co., Ltd. Figure S Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61147754AJPS633232A (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Radiation thermometer |
| US07/449,357US5001657A (en) | 1986-06-24 | 1989-12-06 | Radiation thermometer |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61147754AJPS633232A (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Radiation thermometer |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS633232Atrue JPS633232A (en) | 1988-01-08 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61147754APendingJPS633232A (en) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | Radiation thermometer |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS633232A (en) |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
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| US4932789A (en) | Radiation clinical thermometer | |
| USRE34507E (en) | Radiation clinical thermometer | |
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| CN220829287U (en) | Constant temperature calibration system of infrared temperature measurement array camera | |
| JPS633231A (en) | Radiation thermometer | |
| JPS633232A (en) | Radiation thermometer | |
| JPH0235322A (en) | radiation thermometer | |
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| JP3099470B2 (en) | Non-contact temperature measurement system for centrifuge | |
| JP3733846B2 (en) | Correction system control method, thermometer and correction device | |
| JPH08278203A (en) | Infrared ray radiation thermometer | |
| US4657384A (en) | Photoelectric device | |
| JPH07324981A (en) | Radiation thermometer | |
| JPH0536056B2 (en) |