JP2002022542A - 温度測定分解能が可変のplc装置 - Google Patents

温度測定分解能が可変のplc装置

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JP2002022542A JP2000204065A JP2000204065A JP2002022542A JP 2002022542 A JP2002022542 A JP 2002022542A JP 2000204065 A JP2000204065 A JP 2000204065A JP 2000204065 A JP2000204065 A JP 2000204065A JP 2002022542 A JP2002022542 A JP 2002022542A
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黒 晴 二 小
Yoshiaki Shintani
谷 義 明 新
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象物の温度の変動範囲の一部分について温
度測定分解能が可変となるPLC装置を提供すること。 【解決手段】 本発明のPLC装置は、対象物の温度に
依存する電圧値を出力する温度センサ30に接続される
入力部11を備える。入力部11には、電圧値増幅部1
2が接続され、切替えスイッチ13が、入力部11から
の電圧値と電圧値増幅部12からの電圧値とを切り換え
るようになっている。切替えスイッチ13には、入力部
11からの電圧値と電圧値増幅部12からの電圧値との
いずれか一方をデジタル値に変換するようにAD変換部
14が接続されている、AD変換部14には、変換され
たデジタル値から対象物の温度を認識する温度認識部1
5が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度センサに接続
されるPLC装置に係り、とりわけ、温度測定分解能が
可変のPLC装置に関する。
【0002】
【従来の技術】対象物の温度を測定するための温度セン
サとして代表的なものは、熱電対センサとサーミスタセ
ンサである。
【0003】熱電対センサは、高精度の温度測定が可能
であり、例えば集中治療室等の医療用の高精度温度制
御、あるいは、射出成型機等の産業用の工作機械におけ
る高精度温度制御のためのセンサとして幅広く用いられ
ている。
【0004】サーミスタセンサは、熱電対センサと比較
して、測定精度は劣るが安価であるという利点を有し、
電気釜や自動販売機など、高精度の温度制御が不要な場
合の温度センサとして幅広く用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】測定精度の点からは、
熱電対センサを用いることが好ましいが、価格の点から
は、サーミスタセンサを用いることが好ましい。
【0006】本件発明者は、安価なサーミスタセンサを
用いて、より高精度な温度測定を実現する方法につい
て、鋭意検討を重ねた。
【0007】一般に、対象物の温度の変動範囲中におい
て、高精度な温度測定が必要な温度範囲は極めて限られ
ている。例えば、電気釜では80〜150℃程度、エア
コンでは0〜40℃程度、冷蔵庫では10℃前後で高精
度の温度測定が可能であれば十分であって、その他の変
動範囲での温度測定精度は低くても構わない。
【0008】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、対象物の温度の変動範囲の一部分につい
て温度測定分解能が可変となるPLC装置を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、対象物の温度
に依存する電圧値を出力する温度センサに接続される入
力部と、入力部に接続された電圧値増幅部と、入力部か
らの電圧値と電圧値増幅部からの電圧値とを切り換える
切替えスイッチと、切替えスイッチに接続されて、入力
部からの電圧値と電圧値増幅部からの電圧値とのいずれ
か一方が入力され、当該電圧値をデジタル値に変換する
ようになっているAD変換部と、AD変換部に接続さ
れ、変換されたデジタル値から対象物の温度を認識する
温度認識部と、を備えたことを特徴とするPLC装置で
ある。
【0010】本発明によれば、入力部からの電圧値と電
圧値増幅部からの電圧値との2段階の分解能で、対象物
の温度を認識することができる。
【0011】電圧値増幅部からの電圧値を用いて測定精
度を向上させることは、温度センサがサーミスタを有す
る場合に特に有効である。
【0012】また、本発明は、対象物の温度に依存する
電圧値を出力する温度センサに接続される入力部と、入
力部に接続された第1電圧値増幅部と、入力部に接続さ
れた第2電圧値増幅部と、第1電圧値増幅部からの電圧
値と第2電圧値増幅部からの電圧値とを切り換える切替
えスイッチと、切替えスイッチに接続されて、第1電圧
値増幅部からの電圧値と第2電圧値増幅部からの電圧値
とのいずれか一方が入力され、当該電圧値をデジタル値
に変換するようになっているAD変換部と、AD変換部
に接続され、変換されたデジタル値から対象物の温度を
認識する温度認識部と、を備えたことを特徴とするPL
C装置である。
【0013】本発明によれば、第1電圧値増幅部からの
電圧値と第2電圧値増幅部からの電圧値との2段階の分
解能で、対象物の温度を認識することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。
【0015】図1は、本発明の一実施の形態のPLC装
置を示す概略ブロック図である。図1に示すように、本
実施の形態のPLC装置10は、対象物の温度に依存す
る電圧値を出力する温度センサ30に接続される入力部
11を備えている。
【0016】この場合、温度センサ30は、図1に示す
ように、サーミスタ31の抵抗と分圧抵抗器32の抵抗
との比率に応じた電圧値を出力するセンサとして構成さ
れている。また、対象物の温度とセンサの出力(電圧
値)とは、図2に示すような関係にある。すなわち、温
度測定範囲は略−30℃〜180℃であり、この温度範
囲が出力電圧値0〜5Vに対応している。
【0017】PLC装置10の入力部11には、電圧値
増幅部12が接続されている。この場合、電圧値増幅部
12は、図2及び図3に示すように、センサ30の出力
(入力部11の入力)電圧値の1〜2Vの範囲を、1〜
5Vに増幅(4倍)及びオフセット調整するようになっ
ている。この電圧範囲は、50〜80℃に対応してい
る。
【0018】入力部11と電圧値増幅部12とは、それ
ぞれ、入力部11からの電圧値と電圧値増幅部12から
の電圧値とを切り換える切替えためのスイッチ13の一
方側(切替側)に接続されている。切替えスイッチ13
の他方側(共通側)には、入力部11からの電圧値と電
圧値増幅部12からの電圧値とのいずれか一方が入力さ
れて当該電圧値をデジタル値に変換するAD変換部14
が、接続されている。
【0019】切替えスイッチ13は、通常の状態では、
入力部11からの電圧値をAD変換部14に送るように
なっている。そして、入力部11からの電圧値が1〜2
Vの範囲内となった場合にのみ、電圧値増幅部12から
の電圧値をAD変換部14に送るように切り替わる。こ
の切替えは、自動的に行われるようになっている。
【0020】その後、入力部11からの電圧値が再び1
〜2Vの範囲外となった場合、切替えスイッチ13は、
再び入力部11からの電圧値をAD変換部14に送る状
態に戻る。この切替えも、自動的に行われるようになっ
ている。
【0021】AD変換部14には、変換されたデジタル
値から対象物の温度を認識する温度認識部15が接続さ
れている。
【0022】温度認識部15は、入力部11からの電圧
値が変換されたデジタル値から対象物の温度を認識する
第1対応テーブル15aと、電圧値増幅部12からの電
圧値が変換されたデジタル値から対象物の温度を認識す
る第2対応テーブル15bと、を有している。これらの
テーブル15a及び15bは、各種の校正実験によって
予め作成されたものである。
【0023】温度認識部15は、切替えスイッチ13の
状態に基づいて、第1対応テーブル15aまたは第2対
応テーブル15bのいずれか一方を用いるようになって
いる。
【0024】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。
【0025】本実施の形態において、対象物の温度が変
動すると、サーミスタ31の抵抗が変動する。これによ
り、温度センサ30は、サーミスタ31の抵抗と分圧抵
抗との比率に応じた電圧値を出力する。
【0026】対象物の温度が50〜80℃の範囲外であ
る間、切替えスイッチ13は、入力部11からの電圧値
をAD変換部14に送るようになっている。従って、温
度センサ30の出力値がそのままAD変換部14によっ
て変換され、温度認識部15に送られる。
【0027】温度認識部15は、切替えスイッチ13が
入力部11からの電圧値をAD変換部14に送る状態で
ある場合、第1対応テーブル15aを用いるようになっ
ている。これにより温度認識部15は、AD変換部14
によって変換されたデジタル値から、第1テーブル15
aに従って、対象物の温度を認識する。
【0028】対象物の温度が50〜80℃の範囲に来る
と、切替えスイッチ13は、電圧値増幅部12からの電
圧値をAD変換部14に送るように自動的に切り替わ
る。従って、温度センサ30の出力値を電圧値増幅部1
2によって増幅処理した値が、AD変換部14によって
変換され、温度認識部15に送られる。
【0029】温度認識部15は、切替えスイッチ13が
電圧値増幅部12からの電圧値をAD変換部14に送る
状態である場合、第2対応テーブル15bを用いるよう
になっている。これにより温度認識部15は、AD変換
部14によって変換されたデジタル値から、第2テーブ
ル15bに従って、より高精度に(この場合、平均して
4倍の精度で)対象物の温度を認識することができる。
【0030】対象物の温度が再び50〜80℃の範囲外
に出ると、切替えスイッチ13は、入力部11からの電
圧値をAD変換部14に送るように自動的に切り替わ
る。従って、温度センサ30の出力値がAD変換部14
によって変換され、温度認識部15に送られ、再び第1
テーブル15aに従って、対象物の温度が認識される。
【0031】以上のように、本実施の形態によれば、入
力部11からの電圧値と電圧値増幅部12からの電圧値
とを切り換えてAD変換することにより、2段階の分解
能で対象物の温度を認識することができる。
【0032】特に、安価なサーミスタで構成された温度
センサ30を用いて測定精度の向上を実現したことは、
コスト面で極めて重要な利点である。
【0033】また、本実施の形態では、切替えスイッチ
13が入力部11からの電圧値に基づいて自動的に切り
替わるようになっているが、手動で切り換えるようにな
っていてもよい。また、切替えスイッチ13は、温度認
識部15が認識した温度値等に基づいて制御されてもよ
い。
【0034】また、本実施の形態では、第1対応テーブ
ル15aと第2対応テーブル15bとを用いてデジタル
値から対象物の温度を認識しているが、デジタル値から
温度を導出する演算式を用いてもよい。
【0035】なお、高精度の温度測定を行う温度範囲、
増幅の倍率等は、任意に設定され得る。さらに、高精度
の温度測定を行う温度範囲を複数箇所設定することも可
能であるし、増幅範囲中の一部をさらに増幅して3段階
の温度測定分解能を実現することも可能である。高精度
の温度測定を行う温度範囲を複数箇所設定する場合に
は、それら範囲の各々に対応するようなオフセット調整
回路及び対応テーブルが必要である。さらに、高精度の
温度測定を行う温度範囲は、互いに重なっていてもよ
い。
【0036】また、入力部11と切替えスイッチ13と
の間に第2電圧値増幅部を設けて、(第1)電圧値増幅
部12からの電圧値と第2電圧値増幅部からの電圧値と
を切り換えることによって、2段階の分解能を実現して
もよい。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力部からの電圧値と電圧値増幅部からの電圧値との2
段階の分解能で、対象物の温度を認識することができ
る。
【0038】あるいは、本発明によれば、第1電圧値増
幅部からの電圧値と第2電圧値増幅部からの電圧値との
2段階の分解能で、対象物の温度を認識することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるPLC装置の概略
ブロック図である。
【図2】対象物の温度と温度センサの出力との関係を示
す図である。
【図3】対象物の温度と増幅後の出力との関係を示す図
である。
【符号の説明】
10 PLC装置 11 入力部 12 電圧値増幅部 13 切替えスイッチ 14 AD変換部 15 温度認識部 15a 第1対応テーブル 15b 第2対応テーブル 30 温度センサ 31 サーミスタ 32 分圧抵抗器

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対象物の温度に依存する電圧値を出力する
    温度センサに接続される入力部と、 入力部に接続された電圧値増幅部と、 入力部からの電圧値と電圧値増幅部からの電圧値とを切
    り換える切替えスイッチと、 切替えスイッチに接続されて、入力部からの電圧値と電
    圧値増幅部からの電圧値とのいずれか一方が入力され、
    当該電圧値をデジタル値に変換するようになっているA
    D変換部と、 AD変換部に接続され、変換されたデジタル値から対象
    物の温度を認識する温度認識部と、を備えたことを特徴
    とするPLC装置。
  2. 【請求項2】温度センサは、サーミスタを有することを
    特徴とする請求項1に記載のPLC装置。
  3. 【請求項3】温度センサは、サーミスタの抵抗と分圧抵
    抗との比率に応じた電圧値を出力するセンサであること
    を特徴とする請求項2に記載のPLC装置。
  4. 【請求項4】切替えスイッチは、入力部からの電圧値に
    基づいて、自動的に切り替わるようになっていることを
    特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のPLC装
    置。
  5. 【請求項5】切替えスイッチは、手動で切り替わるよう
    になっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
    かに記載のPLC装置。
  6. 【請求項6】温度認識部は、 入力部からの電圧値が変換されたデジタル値から対象物
    の温度を認識する第1対応テーブルと、 電圧値増幅部からの電圧値が変換されたデジタル値から
    対象物の温度を認識する第2対応テーブルと、を有して
    いることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載
    のPLC装置。
  7. 【請求項7】温度認識部は、切替えスイッチの状態に基
    づいて、第1対応テーブルまたは第2対応テーブルのい
    ずれか一方が用いられるようになっていることを特徴と
    する請求項6に記載のPLC装置。
  8. 【請求項8】対象物の温度に依存する電圧値を出力する
    温度センサに接続される入力部と、 入力部に接続された第1電圧値増幅部と、 入力部に接続された第2電圧値増幅部と、 第1電圧値増幅部からの電圧値と第2電圧値増幅部から
    の電圧値とを切り換える切替えスイッチと、 切替えスイッチに接続されて、第1電圧値増幅部からの
    電圧値と第2電圧値増幅部からの電圧値とのいずれか一
    方が入力され、当該電圧値をデジタル値に変換するよう
    になっているAD変換部と、 AD変換部に接続され、変換されたデジタル値から対象
    物の温度を認識する温度認識部と、を備えたことを特徴
    とするPLC装置。
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