(57)【要約】【課題】検出部の小型化が可能で、部品からの発熱による測定精度の低下も回避できる物理量の検出装置と、それに適したアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換方法及び回路を提供する。【解決手段】温度等の物理量に対応するアナログ信号を、内蔵したＡ／Ｄ変換回路でディジタル信号に変換する検出装置において、最低値から一定の時間間隔で一定の段差で階段状に連続的に上昇する電圧が、アナログ信号と同じ電圧値に達すると、パルスを発生する。このパルス幅は温度等の物理量に対応する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の時間間隔毎に所定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る過程と、および
この階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る過程とから成ることを特徴とするアナログ／ディジタル変換方法。
【請求項２】
前記所定の時間間隔および前記所定の電圧差が、それぞれ一定であることを特徴とする請求項１記載のアナログ／ディジタル変換方法。
【請求項３】
クロック信号を発生する過程と、
前記クロック信号に対応する一定の時間間隔毎に、一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る過程と、
前記階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る過程とから成ることを特徴とするアナログ／ディジタル変換方法。
【請求項４】
クロック信号を発生する過程と、
前記クロック信号の１／２の周波数を有するパルスおよび前記クロック信号の１／４の周波数を有するパルスから、前記クロック信号の周期の２倍の時間間隔毎に、一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る過程と、
前記階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る過程と、
前記ディジタル信号のレベルが変化したとき、前記連続的に増加する電圧を初期値に復帰させる過程とから成ることを特徴とするアナログ／ディジタル変換方法。
【請求項５】
一定の時間間隔毎に一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る電圧累増回路部と、
前記階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る比較回路部とから成ることを特徴とするアナログ／ディジタル変換回路。
【請求項６】
一定の時間間隔毎に一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る電圧累増回路部と、
前記階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る比較回路部と、
前記ディジタル信号のレベルが変化したとき、前記連続的に増加する電圧を初期値に復帰させるリセット信号を前記電圧累増回路部に与えるリセット回路部とから成ることを特徴とするアナログ／ディジタル変換回路。
【請求項７】
前記電圧累増回路部は、クロック信号を発生する回路部と、
前記クロック信号の１／２の周波数を有するパルスを発生する回路部と、
前記クロック信号の１／４の周波数を有するパルスを発生する回路部とを含み、
前記クロック信号の前記１／２の周波数を有するパルスと、前記クロック信号の前記１／４の周波数を有するパルスから、前記クロック信号の周期の２倍の時間間隔で前記一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得るように構成されていることを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載のアナログ／ディジタル変換回路。
【請求項８】
物理量を検出して、この物理量に対応するアナログ信号を発生する検出手段と、このアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換回路とから成る物理量の検出装置において、
前記アナログ／ディジタル変換回路が、
一定の時間間隔毎に一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る電圧累増回路部と、
前記階段状に連続的に増加する電圧と前記アナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る比較回路部とを有し、
前記アナログ／ディジタル変換回路から前記物理量に対応するパルス幅を有するディジタル信号が出力されるように構成されていることを特徴とする物理量の検出装置。
【請求項９】
物理量を検出して、この物理量に対応するアナログ信号を発生する検出手段と、このアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換回路から成る物理量の検出装置において、
前記アナログ／ディジタル変換回路が、
一定の時間間隔毎に一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る電圧累増回路部と、
この階段状に連続的に増加する電圧と前記アナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る比較回路部と、
前記ディジタル信号の前記レベルが変わると、前記連続的に増加する電圧を初期値に復帰させるリセット回路部とから成ることを特徴とする物理量の検出装置。
【請求項１０】
前記電圧累増回路部は、クロック信号を発生する回路部と、
前記クロック信号の１／２の周波数を有するパルスを発生する回路部と、
前記クロック信号の１／４の周波数を有するパルスを発生する回路部と、
前記クロック信号の１／２の周波数を有するパルスと前記クロック信号の１／４の周波数を有するパルスから、前記クロック信号の周期の２倍の時間間隔で、一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る回路部とから成ることを特徴とする請求項８または９のいずれかに記載の物理量の検出装置。
【請求項１１】
前記物理量が温度である、請求項８又は９に記載の物理量の検出装置。
【請求項１２】
物理量を検出して、この物理量に対応するアナログ信号を発生する検出手段と、このアナログ信号を、前記物理量に対応する特性値を有するディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換回路と、前記ディジタル信号の前記特性値を検出して、前記物理量に対応する出力信号を出力する出力回路から成る物理量の検出装置において、
前記アナログ／ディジタル変換回路が、
一定の時間間隔毎に一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る電圧累増回路部と、
前記階段状に連続的に増加する電圧と前記アナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る比較回路部と、
前記ディジタル信号のレベルが変わると、前記連続的に増加する電圧を初期値に復帰させるリセット回路部とを有し、
前記出力回路から前記物理量に対応する前記出力信号が出力されるように構成されていることを特徴とする物理量の検出装置。
【請求項１３】
前記電圧累増回路部は、クロック信号を発生する回路部と、
前記クロック信号の１／２の周波数を有するパルスを発生する回路部と、
前記クロック信号の１／４の周波数を有するパルスを発生する回路部と、
前記クロック信号の１／２の周波数を有するパルスと、前記クロック信号の１／４の周波数を有するパルスから、前記クロック信号の周期の２倍の時間間隔で、一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る回路部から成ることを特徴とする請求項１２記載の物理量の検出装置。
【請求項１４】
前記特性値が前記ディジタル信号のパルス幅である、請求項１２に記載の物理量の検出装置。
【請求項１５】
前記物理量が温度である、請求項１２に記載の物理量の検出装置。
【請求項１６】
検出した物理量に応じてそれぞれアナログ信号を発生する１以上の物理量検出部と、前記アナログ信号を、それぞれ前記物理量に応じたディジタル信号に変換する１以上のアナログ／ディジタル変換回路と、それぞれのアナログ／ディジタル変換回路に接続され、前記ディジタル信号を伝送する伝送手段と、伝送された前記ディジタル信号を処理する信号処理部とから成る、物理量の検出装置において、
前記アナログ／ディジタル変換回路が、それぞれ前記物理量検出部と一体化され、
前記伝送手段が、前記アナログ／ディジタル変換回路のそれぞれに接続された１本のディジタル信号伝送路と、前記物理量検出部のそれぞれに接続された１本の読み出し指令信号伝送路と、前記物理量検出部及び前記アナログ／ディジタル変換回路のそれぞれに接続された１本の電源供給線路とから成ることを特徴とする物理量の検出装置。
【請求項１７】
前記物理量検出部は、固有の識別情報を有し、前記信号処理部から前記固有の識別情報を含む選択信号を入力したときに電源が投入されることを特徴とする請求項１６記載の物理量の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ／ディジタル変換（以下、「Ａ／Ｄ変換」と記す。）方法および回路ならびにそれを用いた物理量の検出装置に関し、特に、温度等の物理量の検出に有用なアナログ／ディジタル変換方法および回路、ならびに冷凍食品の内部温度等の測定に有用な、温度等の物理量の検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
肉、魚等の生鮮または加工食品の冷凍保存において、食品の品質を保つためには急速冷凍する必要がある。これらの食品を急速冷凍する際、冷凍機電力の低減および庫内温度の均一化のために、いろいろの工夫がされており、その一つは、特許文献１に開示されているように、冷凍される食品の内部の温度を測定して、凍結完了を検出し、庫内の気流循環方法を変更するものである。
【０００３】
特許文献１に開示された方法では、食品の中央部付近の温度のみを測定するため、個々の食品の凍結が完了したとき、漸くそれが検出される。多数の食品個体を順次搬入して冷凍する場合には、それらの凍結を追跡管理するには、食品の内部温度の監視のために人手を要する。
【０００４】
このような問題を解消するため、特許文献２では、食品の内部温度を検出する棒状の芯温計の基部から先端までの間に複数の温度センサーを設けて、代表となる個体の内部の温度分布の変化を追跡して、他の個体の凍結の進行を予測するようにしている。各温度センサーからの温度信号は演算装置で処理される。
【０００５】
通常、信号の演算処理はディジタル信号により行なわれるから、アナログ量である温度センサーからの温度信号は、特許文献３に記載されているように、Ａ／Ｄ変換回路を用いてディジタル信号に変換される。
【０００６】
複数の温度センサーからの信号は、アナログ信号のままで伝送すると、伝送路の抵抗、インダクタンス等の影響により測定精度が低下するので、Ａ／Ｄ変換回路を各センサーに内蔵または密接して設け、ディジタル信号に変換している。
【０００７】
従来のＡ／Ｄ変換回路にはいくつかの種類がある。主なものは、追従型、逐次比較型、フラッシュ（並列）型、２ステップフラッシュ型、２重積分型、サブレンジング型等である。追従型は変換に時間を要するという大きな欠点がある。逐次比較型は変換速度が速く、広く利用されている。フラッシュ（並列）型はさらに変換速度が速いが、回路の規模が大きくなる。２ステップフラッシュ型、２重積分型、サブレンジング型は、いずれも種々の付属回路を必要とし、回路の規模が大きい。
【０００８】
従って、実用上最も広く利用されているＡ／Ｄ変換回路は逐次比較型で、その代表例は特許文献４に記載されている。
【０００９】
図１０は、特許文献４に記載されたＡ／Ｄ変換回路を示す。このＡ／Ｄ変換回路は、直列に接続した同じ抵抗値の抵抗２ｍ  個から成る抵抗回路網６１、トランスミッションゲート６２、そのいずれかをオンにするセレクト信号を出すセレクタ回路６３、トランスミッションゲートで構成されるスイッチ６４、コンパレータ（比較回路）６５、その反転入力ノード６６、反転入力ノード６６と大地の間にスイッチ群６７を介して接続されたコンデンサ群６８、コンパレータ６５の出力に応じてスイッチ群６７に対し制御信号を出力する制御信号発生回路６９、アナログ信号をコンパレータ６５の非反転入力端子（＋）に供給するアナログ入力回路７０、チャンネルレジスタ７１、データバス７２、コンパレータ６５からのディジタル・データの最下位ビットを保持するための比較結果レジスタ７３、コンパレータ６５の出力データを保持するデータレジスタ７４から成る。
【００１０】
抵抗回路網６１は電源Ｖｄｄと大地の間に接続され、直列に接続された抵抗の接続点から電源電圧を２ｍ  分割した基準電圧を与える。基準電圧はスイッチ６２の各トランスミッションゲート及びスイッチ６４を介してコンパレータ６５の反転入力ノード６６に入力される。スイッチ群６７は、トランスミッションゲートＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３から成り、コンデンサ群６８のコンデンサ８１，８２，８３はＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３にそれぞれ接続されている。制御信号発生回路６９からの制御信号によりＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３の開閉が制御される。制御信号発生回路６９は、コンパレータ６５の出力に応じてセレクタ回路６３をも制御する。チャンネルレジスタ７１には、アナログ入力回路７０に入力されるアナログ信号の入力端子を選択するデータが設定される。
【００１１】
制御信号発生回路６９からの最初の制御信号に応じて、セレクタ回路６３からの信号により、抵抗回路網６１の抵抗群の中央の接続点に対応するトランスミッションゲート６２がオンとなり、基準電圧Ｖｄｄ／２がスイッチ６４を介してコンパレータ６５の反転入力ノード６６に入力され、アナログ信号と比較される。アナログ信号がＶｄｄ／２より大であれば、コンパレータ６５の出力は１（小であれば０）となり、データレジスタ７４の最上位に保持される。第２の制御信号により抵抗回路網６１から基準電圧３／４Ｖｄｄがコンパレータ６５に入力され、アナログ信号と比較されて、アナログ信号が３／４Ｖｄｄより大であればコンパレータ６５の出力は１（小であれば０）となる。最初の段階の比較でアナログ信号がＶｄｄ／２より小（コンパレータ６５の出力が０）であれば、第２の段階で１／４Ｖｄｄと比較される。同様にして順次ｍ回の比較が行なわれ、ｍビットのディジタル信号が生成される。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１０−３１１６４９号公報
【特許文献２】
特開２００１−９９５４４号公報
【特許文献３】
特開平９−２４３４６６号公報
【特許文献４】
特開２００１−５３６１２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＡ／Ｄ変換回路は一般に回路構成が複雑で、特に多数の抵抗を用いたものが多い。抵抗等の部品からの発熱により、Ａ／Ｄ変換回路を含む温度センサー自体が影響を受けるため、温度の測定精度が損なわれる。
【００１４】
食品の内部に挿入して局所的な温度を測定する温度センサーは、小型である必要があり、付属するＡ／Ｄ変換回路も当然小型でなければならない。このような目的の温度センサーでは、小型化に伴い、部品密度は高くなり、温度センサーに付属する、多数の抵抗を含むＡ／Ｄ変換回路からの発熱による影響が大きくなるので、測定精度の低下が避けられない。これが温度センサーの小型化を困難にしている。
【００１５】
またＡ／Ｄ変換回路には、多くの場合、かなりの数のコンデンサを用いており、これがＡ／Ｄ変換回路を内蔵する温度センサーの小型化を著しく制約する。
【００１６】
温度センサーからの信号をアナログ信号のまま線路上を伝送すると、前述の通り、伝送路上での損失により測定精度が低下するから、Ａ／Ｄ変換回路を分離することは望ましくない。
【００１７】
従って、本発明の目的は、検出部の小型化が可能で、部品からの発熱による測定精度の低下が回避できる、物理量の検出装置を実現すること、特に小型化が可能で、内蔵するアナログ／ディジタル変換回路からの発熱による影響が回避でき、測定精度の高い、物理量の検出装置を実現することにある。
【００１８】
また本発明の目的は、回路の小型化や熱的影響の回避に適した、アナログ／ディジタル変換方法を実現することにある。
【００１９】
さらに本発明の目的は、小型化された、温度等の物理量の検出装置に内蔵するのに適したアナログ／ディジタル変換回路を実現することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のアナログ／ディジタル変換方法は、所定の時間間隔毎に所定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る過程と、およびこの階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る過程とから成る。所定の時間間隔および所定の電圧差は、ぞれぞれ一定であることが実用上好ましい。
【００２１】
好ましくは、本発明のアナログ／ディジタル変換方法は、クロック信号を発生する過程と、クロック信号の１／２の周波数を有するパルスおよびクロック信号の１／４の周波数を有するパルスから、クロック信号の周期の２倍の時間間隔で、一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る過程と、この階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る過程と、およびディジタル信号のレベルが変化したとき、連続的に増加する電圧を初期値に復帰させる過程とから成る。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明のアナログ／ディジタル変換回路は、一定の時間間隔毎に一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る電圧累増回路部と、および階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る比較回路部とから成る。
【００２３】
本発明のアナログ／ディジタル変換回路は、好ましくは、一定の時間間隔毎に一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る電圧累増回路部と、この階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る比較回路部と、およびディジタル信号のレベルが変化したとき、連続的に増加する電圧を初期値に復帰させるリセット信号を電圧累増回路部に与えるリセット回路部とから成る。
【００２４】
有用な電圧累増回路部は、クロック信号を発生する回路部、クロック信号の１／２の周波数を有するパルスを発生する回路部と、およびクロック信号の１／４の周波数を有するパルスを発生する回路部とを含み、クロック信号の１／２倍の周波数を有するパルスとクロック信号の１／４倍の周波数を有するパルスから、クロック信号の周期の２倍の時間間隔で一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得るように構成されている。
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明の物理量の検出装置は、物理量を検出して物理量に対応するアナログ信号を発生する検出手段と、このアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換回路とから成り、このアナログ／ディジタル変換回路が、一定の時間間隔毎に一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る電圧累増回路部と、およびこの階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る比較回路部とから成り、アナログ／ディジタル変換回路から物理量に対応するパルス幅を有するディジタル信号が出力されるように構成される。アナログ／ディジタル変換回路は、好ましくは、ディジタル信号のレベルが変化したとき、連続的に増加する電圧を初期値に復帰させるリセット信号を電圧累増回路部に与えるリセット回路を具える。
【００２６】
本発明の物理量の検出装置において有用な、アナログ／ディジタル変換回路の電圧累増回路部は、クロック信号を発生する回路部と、このクロック信号の１／２の周波数を有するパルスを発生する回路部と、クロック信号の１／４の周波数を有するパルスを発生する回路部と、および１／２の周波数を有するパルスと１／４の周波数を有するパルスからクロック信号の周期の２倍の時間間隔で、一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る回路部とから成る。この階段状に連続的に増加する電圧と入力されるアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応してレベルが変るディジタル信号を得ることができる。
【００２７】
本発明の物理量の検出装置は、ディジタル信号のパルス幅等の特性値を検出して、物理量に対応する出力信号を出力する出力回路を具えることができる。
【００２８】
アナログ信号は例えば、物理量に応じて変化する電圧に対応する信号である。物理量は例えば、温度である。
【００２９】
本発明のアナログ／ディジタル変換回路によると、クロック信号に対応する一定の時間間隔で階段状に連続的に増加する電圧が、入力されるアナログ信号の電圧と等しい値に到達すると、比較回路部から出力されるディジタル信号の水準が、例えば、第１の水準から第２の水準に変わる。この変化に応じて、連続的に増加する電圧は初期値にリセットされ、再び階段状の増加が始まる。各段階の電圧差と増加の周期が一定であるから、増加する電圧が初期値からアナログ信号と等しい電圧に到達するまでの時間は、入力されるアナログ信号の電圧に比例する。
それ故、比較回路部の出力として発生するディジタル信号は、入力されるアナログ信号に対応したパルス幅あるいは周期を有する。
【００３０】
本発明のＡ／Ｄ変換回路で、クロック信号の１／２の周波数を有するパルスとさらに１／２、すなわち１／４の周波数を有するパルスとを発生させ、これらのパルスからクロック信号の周期の２倍の時間間隔で一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得るには、電圧累増回路部を用いることができる（ディジタル／アナログ変換回路の一種）。電圧累増回路部は複数のフリップフロップとＲ−２Ｒ抵抗回路網の組み合わせで構成することができる。
【００３１】
階段状に増加する電圧の段差の大きさ、クロックパルスの周波数のいずれかを変化させると、アナログ信号又は温度等の物理量とディジタル信号のパルス幅又は周期（周波数）との対応関係を変えることができる。
【００３２】
本発明の物理量検出装置では、温度、湿度、加速度等、多種の物理量を検出することができるが、特に温度を測定する場合、検出装置を小型化しても高い測定精度を維持できるので、冷凍食品の内部温度等の測定に適する。殊に、冷凍食品の多数入庫の際の凍結進行管理に有用である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を示す。
図１は、本発明による温度測定装置を示す。温度測定装置１は、センサー３を先端部に有するプローブ２と、温度信号出力部５から成り、配線６で、図示されない中央管理装置に接続されている。プローブ２は断熱材料で構成されており、トレー８に載せられた食品７の内部に、所要の深さに挿入される。センサー３は配線４で温度信号出力部５に接続されている。
【００３４】
図２は、図１に示した温度測定装置の温度信号出力部５の細部を示す。温度信号出力部５は、センサー３とともに感温部１２を構成する増幅部１２ａ、Ａ／Ｄ変換回路１３、制御部１４、ＩＤ保持部１５、チップセレクト部１６、入出力部１７から成る。増幅部１２ａはセンサー３に接続されている。
【００３５】
食品７に対して所要の深さにプローブ２を挿入すると、センサー３は食品７の内部の温度を検出する。センサー３からの温度信号（温度に対応する電圧を有する）は、増幅部１２ａで増幅され、感温部１２の出力となる。この信号は温度に対応するアナログ信号である。温度に対応するディジタル信号は制御部１４の制御の下に入出力部１７から出力される。ＩＤ保持部１５は、複数存在することがある温度センサーを識別するためのＩＤを保存し、必要に応じてＩＤ信号を出力する。チップセレクト部１６は、複数存在する温度センサーのうち特定のものを選択する場合に処理に必要な信号を発生する。
【００３６】
図３はＡ／Ｄ変換回路１３の細部を示す。Ａ／Ｄ変換回路１３は、制御部２１、電圧累増回路部２２、及び比較回路２３から成る。比較回路２３は入力端子２３Ａ，２３Ｂを有し、感温部１２からの温度信号（アナログ）は入力端子２３Ａに、電圧累増回路部２２の出力は入力端子２３Ｂに、それぞれ入力される。
【００３７】
図４は電圧累増回路部２２の細部を示す。電圧累増回路部２２は２個のカウンタ回路３１，３２、抵抗３４，３５，３６、３７から成り、図示したように接続されている。カウンタ回路３１のＣＫ端子にはクロック信号が入力され、ＤＡＴＡ端子と反転出力端子Ｑ１Ａは接続されている。カウンタ回路３１の反転出力端子Ｑ１Ａはカウンタ回路３２のＣＫ端子にも接続されている。カウンタ回路３１の出力端子Ｑ１は抵抗３４に接続されている。抵抗３４の他端は、直列に接続された２個の抵抗３６と抵抗３７の中間に接続され、抵抗３４は抵抗３６、抵抗３７の抵抗値（５０ｋΩ）の２倍の抵抗値（１００ｋΩ）をもつ。カウンタ回路３２もＤＡＴＡ端子と反転出力端子Ｑ２Ａが接続されており、出力端子Ｑ２は抵抗３５に接続されている。抵抗３５の他端は抵抗３７に接続され、接続点から出力が取り出される。抵抗３４と同じく、抵抗３５は抵抗３７の２倍の抵抗値（１００ｋΩ）をもつ。
【００３８】
図５は電圧累増回路部２２の動作を示すタイミングチャートである。横軸は経過時間、（ａ）はクロック信号の電圧を、（ｂ）は端子Ｑ１の電圧を、（ｃ）は端子Ｑ２Ａの電圧を、（ｄ）は抵抗３５と抵抗３７の接続点からの出力電圧を、それぞれ示す。端子Ｑ１のパルスはクロック信号の２倍のパルス幅を、端子Ｑ２Ａのパルスはさらに２倍（クロック信号の４倍）のパルス幅をもつ。電圧累増回路部２２からの出力（図５（ｄ））は、端子Ｑ１のパルス幅のピッチで階段状に電圧が上昇するアナログ信号である。
【００３９】
以下に、Ａ／Ｄ変換回路１３の動作を説明する。温度に応じて変化する感温部１２からの温度信号は、比較回路２３の入力端子２３Ａに入力される。電圧累増回路部２２から比較回路２３の入力端子２３Ｂに入力される電圧が、階段状に上昇して、入力端子２３Ａに入力される温度信号と等しい電圧に達すると、比較回路２３からディジタル信号の水準Ｈのレベルをもつパルスが出力される。
【００４０】
図６はＡ／Ｄ変換回路１３に関する諸信号の関係を示し、図６（ａ）で、実線Ａは電圧累増回路部２２から比較回路２３に入力される電圧を、破線Ｂは感温部１２からの温度信号の電圧を示す。階段状に上昇する実線Ａの電圧が破線Ｂの電圧値Ｖ１に到達すると、比較回路２３からは図６（ｂ）に示すディジタル信号Ｃが、レベル０になる。信号Ｃのパルス（レベル１）の幅は、電圧累増回路部２２からの電圧が初期値（例えば０Ｖ）から連続的に上昇して温度信号の電圧に達するまでの時間に相当する。このパルス幅は入力されたクロックの数として把握できているので、感温部１２のセンサー３により温度を測定することができる。比較回路２３の出力信号Ｃは、図示されない中央管理装置で処理され、パルス幅を検出し、記憶されている温度との対応関係から温度の測定結果が表示又は記録される。
【００４１】
図７は複数の温度センサーを有する本発明による温度測定装置を示す。温度検出部４１は、３個のセンサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃを有するプローブ４２と、温度信号出力部４５から成り、図示されない中央管理装置に、配線４６で接続されている。プローブ２は食品７の内部に所要の深さに挿入される。プローブ２は断熱材料で構成され、センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃは互いに熱的に絶縁されている。センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃはそれぞれ、図１の温度測定装置のセンサー３と同じもので、独立の配線４Ａ，４Ｂ，４Ｃで温度信号出力部４５に接続されている。温度信号出力部４５は、各センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対する温度信号出力部（図示を省略）から成るが、それらは各々図２と同じ構成を有する。
【００４２】
食品７に対して所要の深さにプローブ２を挿入すると、センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、それぞれ食品７の対応する深さで温度を検出する。各センサーからの温度信号は、温度信号出力部４５に含まれる対応するＡ／Ｄ変換回路１３（図３参照）により、温度情報を含むパルスに変換され、図示されない中央管理装置で処理される。
【００４３】
図８は複数の温度測定装置を設け、中央管理装置に一括して接続した場合の接続図である。温度センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（図７参照）をそれぞれ含む温度測定装置５１，５２，５３は、それぞれ電源線Ｖｃｃ及び大地ＧＮＤに接続されている。各温度測定装置のデータ出力端子Ｄは共通のデータバス５４に、クロック端子Ｓは共通の制御信号線５５に、それぞれ接続されている。データバス５４と制御信号線５５（図７の配線４６に含まれる）は中央管理装置５６の対応するポートＰ２，Ｐ３に接続されている。中央管理装置５６から制御信号線５５を介して、各温度測定装置のＩＤを含む制御信号が順次対応するクロック端子Ｓに送られると、該当する温度測定装置のデータ出力端子Ｄから、温度信号のパルスが中央管理装置５６に送られ、温度情報が処理され、必要に応じ表示および記録される。
図７の配線４６は、各温度測定装置に対し共通の各１本のデータバス５４、制御信号線５５、電源線Ｖｃｃ、接地線の４本の配線で構成される（請求項１４、１５に対応）ので、個別の温度測定装置に対し各４本の配線で接続する場合に比し、配線を細くかつ軽くできるので、実用上極めて有利である。
【００４４】
図９は、複数の温度測定装置を中央管理装置に一括して接続した場合の各パルスの時間的関係を示す。（ａ）部は電源線ＶｃｃへのポートＰ１の出力を、（ｂ）部はポートＰ２  の出力および入力パルスを、（ｃ）部はポートＰ３からの出力パルスを、それぞれ示す。中央管理装置５６が電源線Ｖｃｃをオンにすると（タイミングＴ１）、各温度測定装置の各回路がリセットされる。次いで、ポートＰ２から各温度測定装置に固有のＩＤを含む選択信号を、所定のビット数（例えば３）のクロックパルスの間出力すると、各温度測定装置のチップセレクト部１６でＩＤ保持部１５（図２参照）に保持されたＩＤと照合される。もしＩＤと一致すると、制御部１４により感温部１２の電源がオンされるが、ＩＤと一致しなければ、感温部１２の電源はオフのままになる。すなわち、選択信号とＩＤが一致した温度測定装置（例えば５１）だけが起動される。このとき（タイミングＴ２）、ポートＰ２からの選択信号（ＩＤを含む）の出力は停止され、温度データが温度測定装置の入出力部１７からポートＰ２に入力されるように切り換わる。ポートＰ２への入力が終わり、信号がレベル０になると（タイミングＴ３）、一旦電源線Ｖｃｃをオフにし、この温度測定装置との温度データ交信は終了し、次の温度測定装置との交信に移る。固有のＩＤは、例えば、０１１、１１０、０００等である。
Ｔ１からＴ３までの時間は最大限４ミリ秒でよく、μｓｅｃ程度まで短縮することも可能である。
【００４５】
なお、上記した実施の形態では、中央管理装置５６と各温度測定装置５１，５２，および５３とが信号線を介して通信する構成を説明したが、例えば、無線によって通信を行うようにしても良い。
【００４６】
上記した構成によると、従来のＡ／Ｄ変換と比べて回路規模および消費電力が小になるので、例えば、伝送された電波を受信し、この電波から電力を調達するバッテリーレスの装置構成に特に有効である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のアナログ／ディジタル変換方法によると、回路の小型化や熱的影響の回避に適した方法が実現される。これは、本発明のアナログ／ディジタル変換方法では、多数の抵抗や大容量のコンデンサを用いずに、小規模の回路で実施することができるためである。
【００４８】
本発明のアナログ／ディジタル変換回路によると、小型化された、温度等の物理量の検出装置に内蔵するのに適したアナログ／ディジタル変換回路が実現される。これは、本発明のアナログ／ディジタル変換回路は、従来のアナログ／ディジタル変換回路のように多数の抵抗や大容量のコンデンサを用いないため、発熱量が小さく、回路の規模も小さくできるためである。
【００４９】
本発明の物理量の検出装置は、検出部の小型化が可能で、部品からの発熱による測定精度の低下が回避できる。特に、小型化が可能で、内蔵するＡ／Ｄ変換回路からの発熱による影響が回避でき、温度測定精度の高い、食品内部温度等の測定に適した温度検出装置が実現される。これは、本発明の物理量の検出装置が、物理量を検出してアナログ信号を発生する検出手段と、アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換回路とから成り、このアナログ／ディジタル変換回路に多数の抵抗や大容量のコンデンサを用いないため、発熱量が小さく、回路の規模も小さくできるからである。
【００５０】
また、本発明の物理量の検出装置によると、中央管理装置と複数の測定装置を結ぶ配線を各測定装置に対し共通の４本程度の配線で構成できるので、各温度測定装置に対し個別の配線を用いて接続する場合に比し、配線を細くかつ軽くでき、実用上極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による温度測定装置の断面説明図である。
【図２】温度測定装置の温度信号出力部の細部のブロック図である。
【図３】温度測定装置の温度信号出力部の、アナログ／ディジタル変換回路のブロック図である。
【図４】アナログ／ディジタル変換回路の電圧累増回路部のブロック図である。
【図５】電圧累増回路部の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明によるアナログ／ディジタル変換回路の動作を示し、（ａ）は比較回路に入力される電圧特性図、（ｂ）は比較回路の出力電圧の出力タイミング図である。
【図７】本発明による温度測定装置の断面説明図である。
【図８】本発明による複数の温度測定装置の接続のブロック図である。
【図９】複数の温度測定装置に関するタイミングチャートである。
【図１０】従来のアナログ／ディジタル変換回路のブロック図である。
【符号の説明】
１  温度検出部
２  プローブ
３  センサー
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  センサー
４  配線
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ  配線
５  温度信号出力部
６  配線
７  食品
８  トレー
１２  感温部
１２ａ  増幅部
１３  Ａ／Ｄ変換回路、
１４  制御部
１５  ＩＤ保持部
１６  チップセレクト部
１７  入出力部
２１  制御部
２２  電圧累増回路部
２３  比較回路
２３Ａ，２３Ｂ  入力端子
３１，３２  カウンタ回路
３４，３５  抵抗
３６，３７  抵抗
４１  温度検出部
４２  プローブ
４５  温度信号出力部
４６  配線
５１，５２，５３  温度測定装置
５４  データバス
５５  制御信号線
５６  中央管理装置
６１  抵抗回路網
６２  トランスミッションゲート
６３  セレクタ回路
６４  スイッチ
６５  コンパレータ（比較回路）
６６  反転入力ノード
６７  スイッチ群
６８  コンデンサ群
７０  アナログ入力回路
７１  チャンネルレジスタ
７２  データバス
７３  比較結果レジスタ
７４  データレジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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