JP2000039363A - 零点補償回路を有する熱電対 - Google Patents
零点補償回路を有する熱電対Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構成の零点補償回路を有する熱電対を提
供する。 【解決手段】本発明の熱電対は、異種金属の両端（１
４，１６）をそれぞれ接続してループ状にし、一方の金
属の中央で切断して電圧を計測することにより、両端の
温度差に応じた電圧を検出することを基本構成とする。
そして、一方の金属（１Ｂ）と電圧検出手段（８）との
間の配線（２４）に、零点補償用抵抗（Ｒ２）を設け、
その両端に、０℃等の第１の基準温度の時は電圧降下が
発生しないようにし、０℃とは異なる第２の基準温度の
時はその第２の基準温度に対応する異種金属接合での電
圧と同じ電圧降下が、逆方向に発生するようにする。そ
の結果、補償接点（１６）での温度に対応する電圧を加
算した電圧（Ｖ0 ）が、一方の金属の切断間で計測され
ることになる。従って、一方の金属の切断間の電圧を検
出するオペアンプ（８）から、測温接点（１４）の電圧
（ＶT1）が直接検出される。
供する。 【解決手段】本発明の熱電対は、異種金属の両端（１
４，１６）をそれぞれ接続してループ状にし、一方の金
属の中央で切断して電圧を計測することにより、両端の
温度差に応じた電圧を検出することを基本構成とする。
そして、一方の金属（１Ｂ）と電圧検出手段（８）との
間の配線（２４）に、零点補償用抵抗（Ｒ２）を設け、
その両端に、０℃等の第１の基準温度の時は電圧降下が
発生しないようにし、０℃とは異なる第２の基準温度の
時はその第２の基準温度に対応する異種金属接合での電
圧と同じ電圧降下が、逆方向に発生するようにする。そ
の結果、補償接点（１６）での温度に対応する電圧を加
算した電圧（Ｖ0 ）が、一方の金属の切断間で計測され
ることになる。従って、一方の金属の切断間の電圧を検
出するオペアンプ（８）から、測温接点（１４）の電圧
（ＶT1）が直接検出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異種金属の両端を
それぞれ接続してループ状にし、一方の金属の中央で切
断して電圧を計測することにより、両端の温度差に応じ
た電圧を検出することを基本的な原理とする熱電対にか
かり、新規な零点補償回路を有する熱電対に関する。
それぞれ接続してループ状にし、一方の金属の中央で切
断して電圧を計測することにより、両端の温度差に応じ
た電圧を検出することを基本的な原理とする熱電対にか
かり、新規な零点補償回路を有する熱電対に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゼーベック（Seebeck)効果を利用した熱
電対が広く普及している。かかる熱電対は、比較的広い
温度範囲を測定することができ、エンジンコントローラ
を初めとして、種々の分野で利用される。図３は、かか
る熱電対の原理図である。ゼーベック効果を利用した熱
電対は、第１の金属１Ａ，１Ｂと第２の金属２の両端
４，６で異種金属接合を形成し、第１の金属１Ａ，１Ｂ
間に電圧検出手段８を有する。この様に、ループ状にす
ることで、両端でそれぞれの温度に応じた異種金属接合
による電圧ＶT1及びＶT2が発生し、しかもそれらの電圧
は逆極性である。従って、電圧検出手段８は、両電圧の
差を検出することになる。両端４，６の温度が同一であ
れば、検出される電圧は零であり、温度が異なれば、温
度差に応じた電圧が検出される。
電対が広く普及している。かかる熱電対は、比較的広い
温度範囲を測定することができ、エンジンコントローラ
を初めとして、種々の分野で利用される。図３は、かか
る熱電対の原理図である。ゼーベック効果を利用した熱
電対は、第１の金属１Ａ，１Ｂと第２の金属２の両端
４，６で異種金属接合を形成し、第１の金属１Ａ，１Ｂ
間に電圧検出手段８を有する。この様に、ループ状にす
ることで、両端でそれぞれの温度に応じた異種金属接合
による電圧ＶT1及びＶT2が発生し、しかもそれらの電圧
は逆極性である。従って、電圧検出手段８は、両電圧の
差を検出することになる。両端４，６の温度が同一であ
れば、検出される電圧は零であり、温度が異なれば、温
度差に応じた電圧が検出される。
【０００３】従って、基準端６を０℃に保ち、計測端４
を計測したい箇所に置けば、計測端４で発生した温度に
対応する電圧が直接検出されることになる。但し、基準
端６を０℃に保つことは、設備の点で現実的ではない。
を計測したい箇所に置けば、計測端４で発生した温度に
対応する電圧が直接検出されることになる。但し、基準
端６を０℃に保つことは、設備の点で現実的ではない。
【０００４】図４は、従来の熱電対の構成図である。第
１の金属１Ａ，１Ｂと第２の金属の両端１４，１６で異
種金属接合を形成し、第１の金属１Ａ，１Ｂ間の電圧を
オペアンプ８で検出することは、上記の原理図と同じで
ある。そして、計測端である測温接点１４を、測りたい
箇所におき、基準端である補償接点１６の温度を白金測
温抵抗体センサ３２で測定する。破線３０の右側がプリ
ント基板等で構成される電子回路の部分である。オペア
ンプ８の検出電圧ΔＶ１は、測温接点１４での温度Ｔ１
と補償接点１６での温度Ｔ２との差に対応する電圧であ
る。一方、白金測温抵抗体センサ３２は、補償接点１６
の温度の上昇と共にその抵抗値が低くなる特性を有する
ので、ブリッジ回路３４とオペアンプ２６により検出さ
れる電圧ΔＶ２は、補償接点１６での温度Ｔ２が上昇す
れば同様に上昇する特性をもつ。従って、その電圧ΔＶ
２をオペアンプ８の検出電圧ΔＶ１に加算することで、
オペアンプ３８は測温接点１４の温度Ｔ１に対応する電
圧（ΔＶ１＋ΔＶ２）を検出することができる。
１の金属１Ａ，１Ｂと第２の金属の両端１４，１６で異
種金属接合を形成し、第１の金属１Ａ，１Ｂ間の電圧を
オペアンプ８で検出することは、上記の原理図と同じで
ある。そして、計測端である測温接点１４を、測りたい
箇所におき、基準端である補償接点１６の温度を白金測
温抵抗体センサ３２で測定する。破線３０の右側がプリ
ント基板等で構成される電子回路の部分である。オペア
ンプ８の検出電圧ΔＶ１は、測温接点１４での温度Ｔ１
と補償接点１６での温度Ｔ２との差に対応する電圧であ
る。一方、白金測温抵抗体センサ３２は、補償接点１６
の温度の上昇と共にその抵抗値が低くなる特性を有する
ので、ブリッジ回路３４とオペアンプ２６により検出さ
れる電圧ΔＶ２は、補償接点１６での温度Ｔ２が上昇す
れば同様に上昇する特性をもつ。従って、その電圧ΔＶ
２をオペアンプ８の検出電圧ΔＶ１に加算することで、
オペアンプ３８は測温接点１４の温度Ｔ１に対応する電
圧（ΔＶ１＋ΔＶ２）を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来技術
による熱電対は、補償接点１６の零点補償回路として、
補償接点１６での温度に対応する電圧ΔＶ２を検出する
為の回路を別に有しており、その全体の回路の構成が複
雑になる。更に、合計で３つの差動増幅器８，３６，３
８を設ける必要があり、回路規模も大型化する。
による熱電対は、補償接点１６の零点補償回路として、
補償接点１６での温度に対応する電圧ΔＶ２を検出する
為の回路を別に有しており、その全体の回路の構成が複
雑になる。更に、合計で３つの差動増幅器８，３６，３
８を設ける必要があり、回路規模も大型化する。
【０００６】そこで、本発明の目的は、より簡単な零点
補償回路を有する熱電対を提供することにある。
補償回路を有する熱電対を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
に、本発明の熱電対は、異種金属の両端をそれぞれ接続
してループ状にし、一方の金属の中央で切断して電圧を
計測することにより、両端の温度差に応じた電圧を検出
することを基本構成とする。そして、一方の金属と電圧
検出手段との間の配線に、零点補償用抵抗を設け、その
両端に、０℃等の第１の基準温度の時は電圧降下が発生
しないようにし、０℃とは異なる第２の基準温度の時は
その第２の基準温度に対応する異種金属接合での電圧と
同じ電圧降下が、逆方向に発生するようにする。その結
果、補償接点での温度に対応する電圧を加算した電圧
が、一方の金属の切断間で計測されることになる。従っ
て、一方の金属の切断間の電圧を検出するオペアンプか
ら、測温接点の電圧が直接検出される。
に、本発明の熱電対は、異種金属の両端をそれぞれ接続
してループ状にし、一方の金属の中央で切断して電圧を
計測することにより、両端の温度差に応じた電圧を検出
することを基本構成とする。そして、一方の金属と電圧
検出手段との間の配線に、零点補償用抵抗を設け、その
両端に、０℃等の第１の基準温度の時は電圧降下が発生
しないようにし、０℃とは異なる第２の基準温度の時は
その第２の基準温度に対応する異種金属接合での電圧と
同じ電圧降下が、逆方向に発生するようにする。その結
果、補償接点での温度に対応する電圧を加算した電圧
が、一方の金属の切断間で計測されることになる。従っ
て、一方の金属の切断間の電圧を検出するオペアンプか
ら、測温接点の電圧が直接検出される。
【０００８】上記の目的を達成する為に、本発明は、異
なる種類の第１及び第２の金属の両端をそれぞれ接続し
てループ状にし、温度に応じて発生する前記両端での異
種金属接合による電圧を利用する熱電対において、前記
第１の金属と第２の金属の両端に形成される異種金属接
合からなる測温接点及び補償接点と、前記第１の金属の
途中に挿入された電圧検出手段と、前記電圧検出手段と
前記第１の金属の一方との間に挿入された零点補償用抵
抗素子と、前記零点補償抵抗素子の一方端に、所定の定
電圧を供給する定電圧回路と、前記零点補償抵抗素子の
他方端に、第１の基準温度において前記一方端との間に
電圧降下を発生させず、第２の基準温度において前記一
方端との間に前記補償接点で生じる電圧とほぼ等しく逆
方向の電圧を発生させる零点補償電圧発生手段とを有す
ることを特徴とする。
なる種類の第１及び第２の金属の両端をそれぞれ接続し
てループ状にし、温度に応じて発生する前記両端での異
種金属接合による電圧を利用する熱電対において、前記
第１の金属と第２の金属の両端に形成される異種金属接
合からなる測温接点及び補償接点と、前記第１の金属の
途中に挿入された電圧検出手段と、前記電圧検出手段と
前記第１の金属の一方との間に挿入された零点補償用抵
抗素子と、前記零点補償抵抗素子の一方端に、所定の定
電圧を供給する定電圧回路と、前記零点補償抵抗素子の
他方端に、第１の基準温度において前記一方端との間に
電圧降下を発生させず、第２の基準温度において前記一
方端との間に前記補償接点で生じる電圧とほぼ等しく逆
方向の電圧を発生させる零点補償電圧発生手段とを有す
ることを特徴とする。
【０００９】上記の発明によれば、熱電対の零点補償回
路は、零点補償用抵抗と、定電圧回路と零点補償電圧発
生手段とを設けるだけで良く、従来例に比較してより簡
略化された構成で実現される。
路は、零点補償用抵抗と、定電圧回路と零点補償電圧発
生手段とを設けるだけで良く、従来例に比較してより簡
略化された構成で実現される。
【００１０】更に、上記の発明において、前記零点補償
電圧発生手段は、前記補償接点の温度に応じた電流を生
成する温度センサ素子と第１の抵抗手段とを電源間に直
列接続し、前記第１の基準温度において、前記定電圧を
当該直列接続点に発生し、前記第２の基準温度におい
て、前記定電圧より前記逆方向の電圧だけ高いまたは低
い電圧を前記直列接続点に発生し、前記直列接続点が前
記他方端に接続されていることを特徴とする。
電圧発生手段は、前記補償接点の温度に応じた電流を生
成する温度センサ素子と第１の抵抗手段とを電源間に直
列接続し、前記第１の基準温度において、前記定電圧を
当該直列接続点に発生し、前記第２の基準温度におい
て、前記定電圧より前記逆方向の電圧だけ高いまたは低
い電圧を前記直列接続点に発生し、前記直列接続点が前
記他方端に接続されていることを特徴とする。
【００１１】かかる零点補償電圧発生手段は、例えば温
度に応じて発生する電流値が変化する半導体温度センサ
等を利用することにより、簡単な構成で実現することが
できる。
度に応じて発生する電流値が変化する半導体温度センサ
等を利用することにより、簡単な構成で実現することが
できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がその実施の形態に限定されるものではない。
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がその実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】図１は、本発明の実施の形態例の熱電対の
構成図である。プリント基板等の電子回路基板３０内
に、オペアンプ８と共に零点補償回路を構成する零点補
償用抵抗Ｒ２と、定電圧回路２０と、零点補償電圧発生
手段２２とが設けられる。また、第１の金属１Ａ，１Ｂ
とオペアンプ８との間は、電子回路基板３０に設けられ
た銅等の導電配線２４，２６で接続される。
構成図である。プリント基板等の電子回路基板３０内
に、オペアンプ８と共に零点補償回路を構成する零点補
償用抵抗Ｒ２と、定電圧回路２０と、零点補償電圧発生
手段２２とが設けられる。また、第１の金属１Ａ，１Ｂ
とオペアンプ８との間は、電子回路基板３０に設けられ
た銅等の導電配線２４，２６で接続される。
【００１４】第１の金属１Ａと第２の金属２との接点１
４には、異種金属接合が形成され、測温接点となる。ま
た、第１の金属１Ｂと第２の金属２との接点１６は、電
子回路基板上に位置するよう配置され、補償接点とな
る。更に、電子回路内の導電配線２４の途中に、零点補
償用抵抗Ｒ２が設けられる。そして、その零点補償用抵
抗Ｒ２の一端ｎ１には、定電圧回路２０が接続され、抵
抗Ｒ２の他端ｎ２には、零点補償電圧発生手段２２が接
続される。
４には、異種金属接合が形成され、測温接点となる。ま
た、第１の金属１Ｂと第２の金属２との接点１６は、電
子回路基板上に位置するよう配置され、補償接点とな
る。更に、電子回路内の導電配線２４の途中に、零点補
償用抵抗Ｒ２が設けられる。そして、その零点補償用抵
抗Ｒ２の一端ｎ１には、定電圧回路２０が接続され、抵
抗Ｒ２の他端ｎ２には、零点補償電圧発生手段２２が接
続される。
【００１５】定電圧回路２０は、抵抗Ｒ１とツェナーダ
イオードＺ１をグラントと１５Ｖの電源間に直列に接続
した構成を有し、その接続点にツェナーダイオードＺ１
の順方向電圧ＶＦ＝４．７Ｖを発生する。この電圧は、
電源電圧の変動或いは温度変動に対して、ほぼ一定値で
ある。
イオードＺ１をグラントと１５Ｖの電源間に直列に接続
した構成を有し、その接続点にツェナーダイオードＺ１
の順方向電圧ＶＦ＝４．７Ｖを発生する。この電圧は、
電源電圧の変動或いは温度変動に対して、ほぼ一定値で
ある。
【００１６】また、零点補償電圧発生手段２２は、補償
接点１６の温度に比例して電流を発生する半導体温度セ
ンサＴＳと抵抗Ｒ３とを、グラントと電源電圧間に直列
接続した構成を有する。この半導体温度センサＴＳは、
補償接点１６の温度に比例する電流を発生し、抵抗Ｒ３
に流す。従って、この抵抗Ｒ３を流れる電流値が補償接
点１６の温度に応じて変化することにより、ノードｎ２
の電位を、補償接点１６の温度に応じて変化させること
ができる。その結果、零点補償用抵抗Ｒ２のノードｎ１
とｎ２間に、補償接点１６で発生する電圧ＶT2に応じて
変化する逆方向の電圧Ｖ0 （＝ＶT2）を発生させること
ができ、補償接点１６で発生した電圧Ｖ T2をキャンセル
することができる。その結果、オペアンプ８が検出する
電圧は、補償接点１６が温度零に維持された時の測温接
点１４で発生する温度ＶT1に等しくなり、零点補償され
た電圧がオペアンプ８から直接出力されることになる。
接点１６の温度に比例して電流を発生する半導体温度セ
ンサＴＳと抵抗Ｒ３とを、グラントと電源電圧間に直列
接続した構成を有する。この半導体温度センサＴＳは、
補償接点１６の温度に比例する電流を発生し、抵抗Ｒ３
に流す。従って、この抵抗Ｒ３を流れる電流値が補償接
点１６の温度に応じて変化することにより、ノードｎ２
の電位を、補償接点１６の温度に応じて変化させること
ができる。その結果、零点補償用抵抗Ｒ２のノードｎ１
とｎ２間に、補償接点１６で発生する電圧ＶT2に応じて
変化する逆方向の電圧Ｖ0 （＝ＶT2）を発生させること
ができ、補償接点１６で発生した電圧Ｖ T2をキャンセル
することができる。その結果、オペアンプ８が検出する
電圧は、補償接点１６が温度零に維持された時の測温接
点１４で発生する温度ＶT1に等しくなり、零点補償され
た電圧がオペアンプ８から直接出力されることになる。
【００１７】より具体的な例を説明する。仮に、熱電対
の第１の金属１Ａ，１Ｂがクロメルであり、第２の金属
２がアラメルであるとする。これらの金属の組み合わせ
は、ＪＩＳ等の規格で、タイプＫと規定されている。こ
のタイプＫの異種金属接合では、０℃での発生電圧は０
ｍＶ、そして、５０℃での発生電圧は２．０２２ｍＶと
規定されている。また、半導体温度センサＴＳは、例え
ば、アナログデバイス社のＡＤ５９０が利用される。こ
の半導体温度センサは、例えば絶対温度毎に１μＡだけ
増加する電流を発生する。従って、０℃では、２７３，
１５μＡの電流を発生する。
の第１の金属１Ａ，１Ｂがクロメルであり、第２の金属
２がアラメルであるとする。これらの金属の組み合わせ
は、ＪＩＳ等の規格で、タイプＫと規定されている。こ
のタイプＫの異種金属接合では、０℃での発生電圧は０
ｍＶ、そして、５０℃での発生電圧は２．０２２ｍＶと
規定されている。また、半導体温度センサＴＳは、例え
ば、アナログデバイス社のＡＤ５９０が利用される。こ
の半導体温度センサは、例えば絶対温度毎に１μＡだけ
増加する電流を発生する。従って、０℃では、２７３，
１５μＡの電流を発生する。
【００１８】さて、上記の例の場合に、各抵抗素子Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗値は次のようにして求められる。
まず、補償接点１６の温度Ｔ２が０℃の時は、補償接点
１６で発生する電圧ＶT2は、０ｍＶである。従って、零
点補償用抵抗Ｒ２で発生する電圧Ｖ0 も０ｍＶになる必
要がある。即ち、ノードｎ２にはノードｎ１の４．７Ｖ
と等しい電圧が発生しなければならない。半導体温度セ
ンサＴＳは、上記した通り、補償接点１６の温度Ｔ２を
絶対温度に換算し、１０-6を乗じた電流を発生するの
で、その電流ＩTSと抵抗Ｒ３及びノードｎ２との関係の ＩTS×Ｒ３＝４．７Ｖ から、 Ｒ３＝４．７Ｖ／ＩTS＝４．７Ｖ／２７３．１５μＡ≒
１７．２Ω が求められ、抵抗Ｒ３の抵抗値が選定される。
１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗値は次のようにして求められる。
まず、補償接点１６の温度Ｔ２が０℃の時は、補償接点
１６で発生する電圧ＶT2は、０ｍＶである。従って、零
点補償用抵抗Ｒ２で発生する電圧Ｖ0 も０ｍＶになる必
要がある。即ち、ノードｎ２にはノードｎ１の４．７Ｖ
と等しい電圧が発生しなければならない。半導体温度セ
ンサＴＳは、上記した通り、補償接点１６の温度Ｔ２を
絶対温度に換算し、１０-6を乗じた電流を発生するの
で、その電流ＩTSと抵抗Ｒ３及びノードｎ２との関係の ＩTS×Ｒ３＝４．７Ｖ から、 Ｒ３＝４．７Ｖ／ＩTS＝４．７Ｖ／２７３．１５μＡ≒
１７．２Ω が求められ、抵抗Ｒ３の抵抗値が選定される。
【００１９】一方、熱電対により測定する温度範囲が、
例えば０℃近傍から８０℃近傍の場合は、第２の基準温
度として例えば５０℃の時に発生する補償接点１６での
発生電圧ＶT2と零点補償用抵抗Ｒ２に発生する電圧とを
等しくするように、抵抗Ｒ２の値が設定される。即ち、
上記のＪＩＳ規格によれば、アラメル・クロメルの異種
金属接合での発生電圧は、５０℃では２．０２２ｍＶで
あり、上記の半導体温度センサＴＳでは５０℃での電流
ＩTSは、３２３．１５μＡであるので、抵抗Ｒ２を流れ
る電流をＩR2、抵抗Ｒ３の電圧をＶR3、抵抗Ｒ３を流れ
る電流をＩR3とすると、 Ｖ0 ＝ＩR2×Ｒ２＝２．０２２ｍＶ ＶR3＝４．７Ｖ＋Ｖ0 ＝４．７Ｖ＋２．０２２ｍＶ であり、更に、 ＩR2＝ＩTS−ＩR3＝ＩTS−ＶR3／Ｒ３＝３２３．１５μ
Ａ−（４．７Ｖ＋２．０２２ｍＶ）／１７．２Ω＝４
９．８μＡ となり、更に、 Ｒ２＝Ｖ0 ／ＩR2＝２．００２ｍＶ／４９．８μＡ≒４
０．６Ω が求められ、抵抗Ｒ２の抵抗値が選定される。
例えば０℃近傍から８０℃近傍の場合は、第２の基準温
度として例えば５０℃の時に発生する補償接点１６での
発生電圧ＶT2と零点補償用抵抗Ｒ２に発生する電圧とを
等しくするように、抵抗Ｒ２の値が設定される。即ち、
上記のＪＩＳ規格によれば、アラメル・クロメルの異種
金属接合での発生電圧は、５０℃では２．０２２ｍＶで
あり、上記の半導体温度センサＴＳでは５０℃での電流
ＩTSは、３２３．１５μＡであるので、抵抗Ｒ２を流れ
る電流をＩR2、抵抗Ｒ３の電圧をＶR3、抵抗Ｒ３を流れ
る電流をＩR3とすると、 Ｖ0 ＝ＩR2×Ｒ２＝２．０２２ｍＶ ＶR3＝４．７Ｖ＋Ｖ0 ＝４．７Ｖ＋２．０２２ｍＶ であり、更に、 ＩR2＝ＩTS−ＩR3＝ＩTS−ＶR3／Ｒ３＝３２３．１５μ
Ａ−（４．７Ｖ＋２．０２２ｍＶ）／１７．２Ω＝４
９．８μＡ となり、更に、 Ｒ２＝Ｖ0 ／ＩR2＝２．００２ｍＶ／４９．８μＡ≒４
０．６Ω が求められ、抵抗Ｒ２の抵抗値が選定される。
【００２０】従って、上記の通り、Ｒ３＝１７．２Ω、
Ｒ２＝４０．６Ωと選定することにより、補償接点１６
が０℃の時と、５０℃の時の２点に対する零点補償が可
能なる。ＪＩＳ規格によれば、異種金属接合での発生電
圧は、温度に対して完全に直線的（リニア）な関係では
ないが、ほぼリニアな関係を有する。従って、上記の第
１の基準温度（０℃）と第２の基準温度（５０℃）とに
従って抵抗Ｒ２，Ｒ３の抵抗値を選定することで、０℃
〜８０℃程度の範囲にわたりかなり正確に零点補償され
た電圧値を検出することが可能になる。
Ｒ２＝４０．６Ωと選定することにより、補償接点１６
が０℃の時と、５０℃の時の２点に対する零点補償が可
能なる。ＪＩＳ規格によれば、異種金属接合での発生電
圧は、温度に対して完全に直線的（リニア）な関係では
ないが、ほぼリニアな関係を有する。従って、上記の第
１の基準温度（０℃）と第２の基準温度（５０℃）とに
従って抵抗Ｒ２，Ｒ３の抵抗値を選定することで、０℃
〜８０℃程度の範囲にわたりかなり正確に零点補償され
た電圧値を検出することが可能になる。
【００２１】図２は、上記の抵抗値Ｒ２，Ｒ３の抵抗値
例の場合の、零点補償抵抗Ｒ２に発生する補償電圧実際
値Ｖ0 と、ＪＩＳで規格されている補償電圧理論値との
関係を示す図表である。図２の図表に、補償接点１６に
おける温度Ｔ２が０℃〜８０℃における補償電圧理論値
（ＪＩＳ）と補償電圧実際値Ｖ0 との関係が示される。
この図表から理解される通り、両電圧値の差を温度に換
算した温度相当誤差は、最大で０．５℃であり、殆どの
温度範囲では０．２℃以下である。従って、十分に実用
に耐えうる零点補償回路といえる。
例の場合の、零点補償抵抗Ｒ２に発生する補償電圧実際
値Ｖ0 と、ＪＩＳで規格されている補償電圧理論値との
関係を示す図表である。図２の図表に、補償接点１６に
おける温度Ｔ２が０℃〜８０℃における補償電圧理論値
（ＪＩＳ）と補償電圧実際値Ｖ0 との関係が示される。
この図表から理解される通り、両電圧値の差を温度に換
算した温度相当誤差は、最大で０．５℃であり、殆どの
温度範囲では０．２℃以下である。従って、十分に実用
に耐えうる零点補償回路といえる。
【００２２】上記の実施の形態例では、零点補償用抵抗
Ｒ２のノードｎ１側に定電圧回路２０を、ノードｎ２側
に零点補償電圧発生回路２２を接続した。しかしなが
ら、ノードｎ１側に零点補償電圧発生回路を、ノードｎ
２側に定電圧回路を接続してもよい。その場合は、零点
補償電圧発生回路は、補償接点１６の温度Ｔ２の上昇に
応じて、その発生電圧が低下する必要がある。従って、
例えば、図１の零点補償電圧回路２２の半導体温度セン
サＴＳと抵抗Ｒ３の接続関係を逆にすることで、そのよ
うに発生電圧が低下するようにすることができる。
Ｒ２のノードｎ１側に定電圧回路２０を、ノードｎ２側
に零点補償電圧発生回路２２を接続した。しかしなが
ら、ノードｎ１側に零点補償電圧発生回路を、ノードｎ
２側に定電圧回路を接続してもよい。その場合は、零点
補償電圧発生回路は、補償接点１６の温度Ｔ２の上昇に
応じて、その発生電圧が低下する必要がある。従って、
例えば、図１の零点補償電圧回路２２の半導体温度セン
サＴＳと抵抗Ｒ３の接続関係を逆にすることで、そのよ
うに発生電圧が低下するようにすることができる。
【００２３】また、定電圧回路２０は、必ずしもツェナ
ーダイオードを利用する必要はなく、例えばトランジス
タを利用した定電圧回路でもよい。また、零点補償電圧
発生回路２２も、補償接点１６の温度を検出可能な別の
種類の半導体温度センサを利用することも可能である。
その場合でも、零点補償用抵抗Ｒ２に補償接点１６に発
生する電圧ＶT2と同じ電圧が、逆方向に抵抗Ｒ２に生成
されるようにすればよい。
ーダイオードを利用する必要はなく、例えばトランジス
タを利用した定電圧回路でもよい。また、零点補償電圧
発生回路２２も、補償接点１６の温度を検出可能な別の
種類の半導体温度センサを利用することも可能である。
その場合でも、零点補償用抵抗Ｒ２に補償接点１６に発
生する電圧ＶT2と同じ電圧が、逆方向に抵抗Ｒ２に生成
されるようにすればよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、異
種金属の両端を接続してループ状にする熱電対におい
て、その一方の金属と電圧検出手段との間に、補償接点
に発生する電圧と同じ電圧を逆方向に発生させる零点補
償用抵抗を設けることにより、簡単な零点補償回路を実
現することができる。従って、熱電対の構成を簡素化す
ることができ、測定環境に左右されずに広く利用するこ
とができる熱電対を提供することができる。
種金属の両端を接続してループ状にする熱電対におい
て、その一方の金属と電圧検出手段との間に、補償接点
に発生する電圧と同じ電圧を逆方向に発生させる零点補
償用抵抗を設けることにより、簡単な零点補償回路を実
現することができる。従って、熱電対の構成を簡素化す
ることができ、測定環境に左右されずに広く利用するこ
とができる熱電対を提供することができる。
【００２５】また、本発明によれば、補償接点の温度に
応じた電流を生成する温度センサ素子と第１の抵抗手段
とをグランドと電源間に直列接続した簡単な構成の零点
補償用電圧生成回路を設けるだけで、零点補償用抵抗素
子に補償接点に発生する電圧と同じ電圧を発生させるこ
とが可能になる。
応じた電流を生成する温度センサ素子と第１の抵抗手段
とをグランドと電源間に直列接続した簡単な構成の零点
補償用電圧生成回路を設けるだけで、零点補償用抵抗素
子に補償接点に発生する電圧と同じ電圧を発生させるこ
とが可能になる。
【図１】本発明の実施の形態例の熱電対の構成図であ
る。
る。
【図２】零点補償抵抗Ｒ２に発生する補償電圧実際値Ｖ
0 と、ＪＩＳで規格されている補償電圧理論値との関係
を示す図表である。
0 と、ＪＩＳで規格されている補償電圧理論値との関係
を示す図表である。
【図３】熱電対の原理図である。
【図４】従来の熱電対の構成図である。
１Ａ，１Ｂ 第１の金属 ２ 第２の金属 ８ 電圧検出手段 １４ 測温接点 １６ 補償接点 Ｒ２ 零点補償用抵抗素子 ｎ１、ｎ２ 一方端、他方端 ２０ 定電圧回路 ２２ 零点補償電圧発生回路
Claims (2)
- 【請求項１】異なる種類の第１及び第２の金属の両端を
それぞれ接続してループ状にし、温度に応じて発生する
前記両端での異種金属接合による電圧を利用する熱電対
において、 前記第１の金属と第２の金属の両端に形成される異種金
属接合からなる測温接点及び補償接点と、 前記第１の金属の途中に挿入された電圧検出手段と、 前記電圧検出手段と前記第１の金属の一方との間に挿入
された零点補償用抵抗素子と、 前記零点補償抵抗素子の一方端に、所定の定電圧を供給
する定電圧回路と、 前記零点補償抵抗素子の他方端に、第１の基準温度にお
いて前記一方端との間に電圧降下を発生させず、第２の
基準温度において前記一方端との間に前記補償接点で生
じる電圧とほぼ等しく逆方向の電圧を発生させる零点補
償電圧発生手段とを有することを特徴とする熱電対。 - 【請求項２】請求項１において、 前記零点補償電圧発生手段は、前記補償接点の温度に応
じた電流を生成する温度センサ素子と第１の抵抗手段と
を電源間に直列接続し、前記第１の基準温度において、
前記定電圧を当該直列接続点に発生し、前記第２の基準
温度において、前記定電圧より前記逆方向の電圧だけ高
いまたは低い電圧を前記直列接続点に発生し、前記直列
接続点が前記他方端に接続されていることを特徴とする
熱電対。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20800898A JP2000039363A (ja) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | 零点補償回路を有する熱電対 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20800898A JP2000039363A (ja) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | 零点補償回路を有する熱電対 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000039363A true JP2000039363A (ja) | 2000-02-08 |
Family
ID=16549149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20800898A Withdrawn JP2000039363A (ja) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | 零点補償回路を有する熱電対 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000039363A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030046606A (ko) * | 2001-12-06 | 2003-06-18 | 삼성전자주식회사 | 열전대 온도 교정장치 및 방법 |
| KR100940741B1 (ko) * | 2002-12-27 | 2010-02-04 | 주식회사 포스코 | 강종별 복사율 측정장치 |
| CN104160254A (zh) * | 2012-02-23 | 2014-11-19 | 菲尼克斯电气公司 | 具有位置补偿的温度测量模块 |
| CN113970379A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-25 | 湖南大学 | 适用于非均匀温度场测量的新型热电偶 |
-
1998
- 1998-07-23 JP JP20800898A patent/JP2000039363A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030046606A (ko) * | 2001-12-06 | 2003-06-18 | 삼성전자주식회사 | 열전대 온도 교정장치 및 방법 |
| KR100940741B1 (ko) * | 2002-12-27 | 2010-02-04 | 주식회사 포스코 | 강종별 복사율 측정장치 |
| CN104160254A (zh) * | 2012-02-23 | 2014-11-19 | 菲尼克斯电气公司 | 具有位置补偿的温度测量模块 |
| CN113970379A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-25 | 湖南大学 | 适用于非均匀温度场测量的新型热电偶 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |