JP2002527766A - 抵抗型センサによる温度伝送器の自動補正 - Google Patents

抵抗型センサによる温度伝送器の自動補正

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Abstract

(57)【要約】 抵抗型センサによる温度伝送器の自動補正を提供する。 【解決手段】プロセス制御システム（２）内の伝送器（４０）は、プロセス変数を感知する抵抗型センサ（１０）を含み、センサ出力を供給する。センサ（１０）に接続された自己発熱回路は、センサ（１０）に関係する自己発熱信号を供給する。センサ出力に接続されたアナログ／デジタル変換回路（５０）は、デジタル化されたセンサ出力を供給し、伝送器出力診断補正回路（５２）は、自己発熱信号出力の関数として自動補正された出力を供給する。あるいは他の実施例では、伝送器（４０）は、自己発熱指標の関数としてセンサ（１０）の推定残寿命を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の背景 本発明は、プロセス制御産業で用いられる型式の伝送器に関する。より詳細に
は、本発明は、抵抗型温度センサを含むプロセス制御伝送器の診断に関する。
【０００２】 プロセス制御伝送器は、産業工程のプロセス変数を監視するために用いられる
。例えばある伝送器は温度を監視し、それらの情報を制御室へ伝送する。さらに
、ある伝送器は制御機能を直接的に果たすことができる。伝送器は、プロセス変
数を監視するために、例えば抵抗型温度センサであるＲＴＤセンサなどのセンサ
を含まなければならない。
【０００３】 前記ＲＴＤセンサは老朽化したり、苛酷な環境状態にさらされたりするので、
その精度は低下する傾向がある。伝送器を定期的に再較正することによって、こ
の精度低下を補正することが可能である。そのためには、典型的には、作業者が
現場に入り、伝送器を現場で較正することが要求される。このことは不便であり
、また作業者にとっては時間の浪費である。さらに、究極的な故障に先立ってセ
ンサの状態を判定することは困難である。
【０００４】 センサが老朽化するにつれて、センサを定期的に交換することも必要である。
しかしながら、いつ交換しなければならないかを正確に決定することは難しい。
したがって、典型的には、センサはその故障よりも充分前に交換されるし、また
ある場合には、予期しない時に故障したりする。
【０００５】 発明の概要 プロセス制御システムの伝送器は、抵抗型センサを含み、そのセンサはプロセ
ス変数を感知し、センサ出力を供給する。前記センサに接続された自己発熱回路
は、そのセンサに関係する自己発熱信号を供給する。センサ出力に接続されたア
ナログ／デジタル変換回路は、デジタル化されたセンサ出力を供給し、伝送器出
力診断補正回路は、自己発熱信号出力の関数として自動補正された出力を供給す
る。あるいは他の実施例では、伝送器は、自己発熱指標の関数としてセンサの推
定残寿命を出力する。自己発熱指標を算出する新しい方法もまた、本発明で用い
られるために開示される。
【０００６】 図面の簡単な説明 図１は、本発明による伝送器を含むプロセス制御システムを示す。 図２は、本発明の伝送器のブロック図である。 図３は、本発明の１つの実施例による伝送器の簡略化された流れ図である。 図４は、本発明のある実施例による簡略化されたブロック図である。
【０００７】 好ましい実施例の詳細な説明 図１は、それぞれ２線式プロセス制御ループ６および１４を介して制御室４に
電気的に接続され、現場に設置される温度伝送器４０およびバルブコントローラ
１２を含むプロセス制御システム２を示す図である。マニホールド上に設置され
、マニホールドを介してパイプに連結された伝送器４０は、プロセスパイプ１８
内のプロセス流体の温度を監視する。しかしながら、本発明は、抵抗型圧力測定
あるいは抵抗型ｐＨ測定などの、あらゆる抵抗型のプロセス変数測定に適用でき
る。
【０００８】 伝送器４０はループ６を流れる電流を制御することによって、ループ６を介し
て、温度情報を制御室４に伝送する。例えば、ループ６を通る電流は、４〜２０
ｍＡの間で制御されて、温度を示すように適当に較正されることができる。伝送
器４０は、ＨＡＲＴ（登録商標）あるいはフィールドバス（Fieldbus）などの全
デジタルプロトコルの様式で、付加的あるいは選択的に、ループ６を介して、温
度に関するデジタル情報を制御室４に伝送することができる。伝送器４０は、本
明細書によって詳細に説明される回路を含み、その回路は、温度センサの動作に
関する高等な診断を提供する。
【０００９】 本発明の１つの特徴は、時には線形関係であるような、センサの「アルファ」
（alpha）および／あるいはＲ0に対するＳＨ指標の緊密な相関関係の認識を含む
。周知のとおり、センサのアルファおよび／あるいはＲ0は、センサの較正に関
連があり、それ故にセンサの寿命に関連がある。したがって、ＳＨ指標を測定す
れば、センサの寿命を推定することができる。さらにセンサ出力は、劣化の量（
例えば、ＳＨ指標の予め設定した値と現在の実際値との差）の関数として、リア
ルタイムで補正されることができる。このことによって、伝送器出力は自動補正
される。
【００１０】 本発明の１つの特徴は、ＲＴＤセンサの自己発熱（ＳＨ）指標を決定するため
の新しい技術を含む。典型的には、従来技術による自己発熱指標測定は、印加さ
れた電流によるＲＴＤ内の温度変化を監視することによって実行された。しかし
ながら伝送器では、電力に制限があり、温度測定を別個に行なわなければならな
いので、前述のような測定を実行することは実用的でない。本発明は、ＲＴＤセ
ンサへの入力電力の与えられた変化に対するセンサ抵抗の変化として、自己発熱
指標を定義することを含む。
【００１１】 この技術は、ＲＴＤを較正する必要がないので、温度伝送器にとって好ましい
。さらにこの技術は、ＲＴＤをプロセスから取り外す必要がないので、プロセス
を中断することによる問題なしに、しかも費用をかけずに、（瞬時的な）リアル
タイム・データを収集することができる。自己発熱指標は、伝送器内で、２つの
異なる入力電流、例えば５ｍＡと１５ｍＡとを印加することによって計算される
ことができる。その結果として生ずる、ＲＴＤ両端間の電圧が測定され、前記２
つの異なる電流値でのセンサの抵抗が、式Ｒ＝Ｖ／Ｉを用いて計算される。ＲＴ
Ｄに供給される電力は、Ｐ＝Ｉ・Ｖとして２つの異なる電流に対して決定される
。自己発熱指標は式１によって計算される。 ＳＨＩ＝（Ｒ1−Ｒ2）／（Ｐ1−Ｐ2） 式１
【００１２】 本発明は、プロセスシステム制御システム内の任意の多数の場所で実行される
ことができる。特に、ソフトウェアおよびマイクロプロセッサで実現される本発
明は、中央コントローラ内に備わることができ、あるいは図１に示されるような
バルブ、モータ、またはスイッチなどの最終制御素子１２内にさえも備わること
ができる。さらに、フィールドバス、プロフィバス（Profibus）、およびその他
の最新のデジタルプロトコルは、本発明を実行するためのソフトウェアがプロセ
ス制御システム内の素子間で伝送されることを可能にし、またプロセス変数が１
つの伝送器内で感知された後に前記ソフトウェアへ送られることを可能にする。
【００１３】 図２は、本発明によるＲＤＴ温度センサ１０に接続された温度伝送器４０の簡
略化されたブロック図である。伝送器４０は端子ブロック４４、電流源４５、マ
ルチプレクサ４６、差動増幅器４８、高精度Ａ／Ｄ変換器５０、マイクロプロセ
ッサ５２、クロック回路５４、メモリ５６、および入出力回路５８を含む。
【００１４】 端子ブロック４４は、例えばＲＴＤ温度センサ１０に接続されるための端子１
〜４を含む。センサ１０は伝送器４０の内部および外部のどちらにも配置される
ことができる。センサ１０は抵抗Ｒ1を有するＲＴＤセンサ素子６１を含み、そ
の抵抗Ｒ1は環境温度の変化によって変化する。リード１６は、４つの素子リー
ド６２、６４、６６、および６８を含む。リード６２はセンサ素子６１と端子４
との間に、リード６４はセンサ素子６１と端子３との間に、リード６６はセンサ
素子６１と端子２との間に、またリード６８はセンサ素子６１と端子１との間に
それぞれ接続される。
【００１５】 電流源４５は端子ブロック４４と接続され、端子４、センサ素子６１、端子１
、基準抵抗ＲREF、プルダウン抵抗Ｒ2、およびグランド端子７２を通る測定電流
ＩSを供給する。センサ素子６１は端子２と端子３との間に、抵抗Ｒ1すなわちセ
ンサ素子６１の温度の関数である電圧降下を生じる。基準抵抗ＲREFが端子１と
プルダウン抵抗Ｒ2との間に接続される。
【００１６】 マルチプレクサ４６は２つの部分、すなわち、差動増幅器４８の非反転入力に
接続された出力を有する能動マルチプレクサ、および差動増幅器４８の反転入力
に接続された出力を有する基準マルチプレクサに分けられる。
【００１７】 マイクロプロセッサ５２はマルチプレクサ４６を制御し、端子１〜３からの信
号を含む適当なアナログ信号の組を差動増幅器４８の非反転および反転入力へ選
択供給する。差動増幅器４８はＡ／Ｄ変換器５０に接続された出力を有する。あ
る実施例では、Ａ／Ｄ変換器５０は１７ビットの精度および１４サンプル／秒の
変換率（速度）を有する。Ａ／Ｄ変換器５０は、差動増幅器４８の出力に生じた
電圧をデジタル値に変換し、分析のため、あるいは入出力回路５８を介してプロ
セス制御ループ６上で通信するために、その値をマイクロプロセッサ５２へ供給
する。
【００１８】 好ましい実施例では、入出力回路５８は、選択されたプロトコルによる周知の
手法で、ループ６を介するアナログあるいは双方向デジタル通信を行なうための
、ＨＡＲＴ（登録商標）通信部、フィールドバス（FIELDBUS）通信部、および４
−２０ｍＡアナログループ部を含む。他のプロトコルもまた用いられることがで
きる。例えば、分離した電圧源から電力を受ける４線式構造が使用可能である。
ループ６はまた、入出力回路５８を通じて、伝送器４０の多数の部品に給電もす
る。伝送器４０は、全面的に（完全に）２線式ループ６によって給電されるのが
好ましい。
【００１９】 メモリ５６はマイクロプロセッサ５２のための命令および情報を記憶し、マイ
クロプロセッサ５２はクロック回路６０によって決定される速度で作動する。ク
ロック回路６０は、リアルタイムクロックとプレシジョン（精細：precision）
高速クロックとを含み、それらはＡ／Ｄ変換器５０の動作シーケンスのためにも
用いられる。マイクロプロセッサ５２は、マルチプレクサ４６およびＡ／Ｄ変換
器５０の制御、ループ６を介する通信の制御、温度補償、伝送器構造の変数の記
憶、およびセンサ診断の遂行を含む様々な機能を果たす。
【００２０】 マイクロプロセッサ５２は次の式２を用いてＲＴＤセンサ素子６１の温度を計
算する。 Ｒ1＝（ＲREFNOM）ＶR1／ＶRRFF 式２ ここで、Ｒ1＝ＲＴＤセンサ素子６１の抵抗、 ＶR1＝ＲＴＤセンサ素子６１両端間の電圧降下、 ＶRRFF＝抵抗ＲREF両端間の電圧降下、 ＲREFNOM＝基準抵抗ＲREFの、および／あるいはメモリ５６に記 憶され た抵抗の公称抵抗（Ω）
【００２１】 マイクロプロセッサ５２は、端子２と端子３との間にあるＲＴＤセンサ素子６
１の両端間の電圧降下ＶR1、および基準抵抗ＲREFの両端間の電圧降下（ＶRREF
）をマルチプレクサ４６によって測定する。図２に示されるような４線式抵抗測
定では、電流ＩSのほとんど全てが端子１と端子４との間を流れるので、端子２
および端子３への接続部での電圧降下は大幅に低減され、その結果、測定の精度
にほとんど影響を与えない。マイクロプロセッサ５２は、メモリ３０に記憶され
たルックアップ表あるいは適切な数式によって、測定された抵抗Ｒ1を温度単位
に変換する。
【００２２】 例えば、前記式の１つは次のカレンダ−ヴァン デュ−ゼン（Callender-Van
Dusen）式である。 Ｒ（ｔ）＝Ｒ0[１＋α{ｔ−δ(ｔ／１００)(ｔ／１００−１) −β(ｔ／１００−１) (ｔ／１００)3}] 式３ ここで、Ｒ（ｔ）＝温度ｔでの抵抗（Ω）、 Ｒ0＝温度０での抵抗（Ω）、 ｔ＝温度（℃）、 α、δ、β＝較正定数、 ｔ＞０℃の時、β＝０である。
【００２３】 しかしながら、記憶されたルックアップ表あるいは式２のどちらも、特定のＲ
ＴＤ温度センサのためには適当に較正されなければならない。さらに前記のよう
な較正は、時間の経過にともない、センサのアルファ（α）がドリフトするのに
従って変化する傾向がある。定数αおよびδを正確に決定するために、多数の正
しい温度値を取得するように、ＲＴＤの較正には正確な温度計基準が必要である
。式３および伝送器較正は、ローズマウント社によって発行され、援用によって
本発明書に組み込まれた、１９８５年２月付けのＰＲＴハンドブック・ブルテン
（Bulletin）１０４２に説明されている。
【００２４】 ＳＨ指標は、電流源１４０をセンサ６１に接続するようにマイクロプロセッサ
５２がスイッチ１３８を作動する時に計算される。式１のＰ1およびＲ1は、セン
サ６１を流れる電流源１４０からの電流ＩSHを用いて計算される。マイクロプロ
セッサ５２は、電流源４５からの電流ＩSによってＰ2およびＲ2を決定する。Ｓ
Ｈ指標は式１を用いて計算される。伝送器４０がループ６から完全に給電される
場合には、電流ＩSHおよびＩSはループ６内の電流Ｉに制限され、伝送器４０内
の回路を作動するために必要とされるいかなる電流よりも少ない。
【００２５】 マイクロプロセッサ５２は、ＳＨ指標を用いて伝送器４０の動作に関する診断
を実行する。伝送器４０内に診断回路を実現（形成）するための多数の実施例を
以下に述べる。前記診断はセンサの健全さを判定すること、差し迫ったセンサの
故障を示すことがある残寿命を推定すること、あるいは温度測定を自動補正する
ことを含む。
【００２６】 本発明の他の特徴は、アルファ（α）および／あるいはＲ0内のドリフトによ
る誤差を低減するために、自己発熱指標を用いて温度測定を補正することを含む
。ＲＴＤセンサが老朽化するにつれて、センサのための定数アルファ（α）およ
び／あるいはＲ0（式３に代入される）が変化し、その結果、温度測定の不正確
さを生じさせる。ＳＨ指標と、アルファ（α）および／あるいはＲ0内のドリフ
トによって生じる温度測定の誤差との間には、実質的な直線関係が存在すること
が発見された。温度は次式を用いて補正される。 Ｔcorrected＝Ｔmeasured・ΔＳＨＩ・Ｋ 式４ ここで、Ｔmeasuredは測定された温度であり、 Ｋは自己発熱指標の変化の関数である比例定数であり、また Ｔcorrectedは自動補正された温度である。
【００２７】 ＫとＳＨＩの変化との関係は実験に基づいて決定されることができる。Ｋはあ
る式によって、またある実施例ではＳＨＩの変化の関数としてメモリ５６に記憶
されたルックアップ表によって決定されることができる。同様に、ＳＨＩあるい
はＳＨＩの変化は、アルファ（α）およびＲ0に相関させられることができるか
、あるいはこれらの定数内で変化する。さらに、ＳＨＩあるいはΔＳＨＩを式３
の他の制約（制約条件、制約数）に相関させることは、本発明の精神の範囲内で
ある。
【００２８】 図３は、ＳＨ指標の関数としての温度出力の自動補正に関して本発明を示す流
れ図１５０である。流れ図１５０は、図２のマイクロプロセッサ５２によって典
型的に実行される動作を示す。ブロック１５２で、例えばメモリ５６から、自己
発熱指標（ＳＨＩ1）の先行値が取得される。この値は製造時にメモリ内に記憶
されているか、マイクロプロセッサ５２によって事前に生成されるか、または伝
送器が指示されたとき、もしくは伝送器４０の動作中の予め選定された時でさえ
も決定して記憶されることができる。
【００２９】 ブロック１５４で、ＳＨ指標の現在値（ＳＨＩ2）がマイクロプロセッサ５２
によって決定される。もしも、変化の割合ｍが許容変化割合の最大値（ｍMAX）
以上である場合には、判断ブロック１５８が警報出力を供給する。一般的には、
ＳＨＩ2とＳＨＩ1との差を示す値がブロック１５６で決定（評価）される。この
ような差の決定機能のための好ましい方法は、２つのＳＨＩ値の時間に対する傾
きを計算することである。しかしながら、差の大きさを評価するその他の方法（
そのいくつかは、閾値に対してＳＨＩ2を単に比較するように単純である）がブ
ロック１５６なしに実行されることもできる。
【００３０】 出力は、例えばループ６を介して伝送され、故障が差し迫っており、交換が必
要である程度にまでセンサが劣化してしまったことを示すことができる。１９９
６年１１月７日に出願された米国親特許出願第０８／７４４，９８０号で述べら
れているような、他の型式の診断もまた実行されることができる。ｍMAXの値は
メモリ５６に記憶され、かつ特定のプロセスのためにユーザが所望する正確さに
基づいて構成することが可能（user configuration）である。ブロック１５８の
警報機能はオプションであるが、本発明にとっては好ましいものである。
【００３１】 警報状態が存在しない場合には、制御は判定ブロック１６０に進み、測定され
た自己発熱指標（ＳＨＩ2）が記憶された自己発熱指標（ＳＨＩ1）と比較される
。それらがほとんど等しい場合には、制御はブロック１６２に進み、温度が決定
される。一方、もしも２つの値に差がある場合には、ブロック１６４で、マイク
ロプロセッサ５２によって、式４のΔＳＨＩのための新しい値が計算される。さ
らに他の一層複雑な曲線当てはめ技術が、ＳＨＩをセンサ較正と相関させるため
に用いられることができる。制御はブロック１６２に進み、式４のΔＳＨＩのた
めの新しい値が温度を決定するのに用いられる。ΔＳＨＩのための新しい値は、
前回の値に代ってメモリに記憶される。
【００３２】 図３に示された様々な機能は、プロセス制御装置内、制御室内、オフサイト（
off-site）配設されたコンピュータ内、あるいはそれらの配置の組合せ内で、遠
隔的に実行されることができる。一般的には、本発明はプロセスシステム制御シ
ステム内の任意の多数の場所で実行されることができる。特に、ソフトウェアお
よびマイクロプロセッサで実現される本発明は、中央コントローラ内に配置され
ることができ、あるいは図１に示されるようなバルブ、モータ、またはスイッチ
などの最終制御素子内にさえも配備されることができる。
【００３３】 さらに、フィールドバス、プロフィバス、およびその他の最新のデジタルプロ
トコルは、本発明を実行するソフトウェアがプロセス制御システム内の素子間で
交信されることを可能にし、またプロセス変数が１つの伝送器内で感知された後
に前記ソフトウェアへ伝送されることを可能にする。
【００３４】 本発明の診断回路の１つの実施例は、ＳＨ指標の関数である実験モデルや多項
式曲線への当てはめ（fitting）を用いる。例えば、推定残寿命を計算するため
に、ＳＨ指標の関数である多項式が用いられる。定数および／あるいは式は、２
線式ループを介して伝送器４０へ送られることができる。他の診断回路は多層神
経回路網で実現される。異なる目標のための神経回路網モデルを開発するために
、多数の訓練アルゴリズムが用いられることができるけれども、１つの実施例は
、１組の入力と出力Ｓ（複数）との間の非線形関係を獲得するであろう神経回路
網モジュールを開発するために、周知のバックプロパゲーション（Backpropagat
ion）回路網（ＢＰＮ）を含む。
【００３５】 診断回路５２の他の実施例は、１組のｉｆ−ｔｈｅｎルールを用いて温度セン
サＲＴＤ６１の状態についての結論に達するものである。ＳＨ指標が監視され、
その現在値が上限および下限値と比較される。上限および下限値は、多数のＲＴ
Ｄセンサのテストによって実験的に設定される。決定は比較結果に基づいてなさ
れる。
【００３６】 本発明の他の特徴では、ＳＨ指標の変化の割合（ＲＯＣ）がセンサ６１の期待
寿命と相関付けられる。センサの推定残寿命が最小値以下に低下した時の警報を
含む、推定残寿命を示す出力を供給するマイクロプロセッサ５２内に装備された
診断回路に、ＳＨ指標のＲＯＣが供給される。
【００３７】 本発明を好ましい実施態様を参照して説明してきたが、本発明の精神や範囲か
ら逸脱することなく、形式や詳細な点において変更が可能であることが当業者に
は明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による伝送器を含むプロセス制御システムを示す。
【図２】 本発明の伝送器のブロック図である。
【図３】 本発明の１つの実施例による伝送器の簡略化された流れ図である。
【図４】 本発明のある実施例による簡略化されたブロック図である。
【符号の説明】
４……制御室、６、１４……制御ループ、１０……ＲＤＴ温度センサ、１６…
…リード、４０……温度伝送器、４４……端子ブロック、４５、１４０……電流
源、４６……マルチプレクサ、４８……差動増幅器、５０……高精度Ａ／Ｄ変換
器、５２……マイクロプロセッサ、５４……クロック回路、５６……メモリ、５
８……入出力回路、６１……センサ素子、６２、６４、６６、６８……素子リー
ド、７２……グランド端子、１３８……スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2F056 AE07 XA07 2F073 AA21 AB02 BB04 BC01 CC02 CC20 CD28 FF16 FG01 FG02 FG04 GG01 GG02 GG04 GG08 HH01 5H223 AA01 BB02 EE02 FF05 FF06

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プロセス変数を感知し、センサ出力を供給する抵抗型温度セ
    ンサ、 前記センサに接続され、前記センサの自己発熱指標に関する自己発熱信号を供
    給する自己発熱回路、 前記センサ出力および前記センサ監視回路に接続され、デジタル化されたセン
    サ出力およびデジタル化された自己発熱信号供給するアナログ／デジタル変換回
    路、 センサ温度に関する信号を伝送するように、プロセス制御ループに接続された
    出力回路、および 前記デジタル化された自己発熱信号に接続され、前記デジタル化された自己発
    熱信号の関数としてセンサ較正に関する診断出力を応答的に供給する診断回路を
    含むプロセス制御システム内の伝送器。
  2. 【請求項２】 前記自己発熱信号に関する所望の結果の組を記憶するメモリ
    を含む請求項１の伝送器。
  3. 【請求項３】 前記診断回路が神経回路網よりなる請求項１の伝送器。
  4. 【請求項４】 前記診断回路がファジィ論理よりなる請求項１の伝送器。
  5. 【請求項５】 前記診断回路が推定残寿命出力を供給する請求項１の伝送器
    。
  6. 【請求項６】 前記診断回路が、前記デジタル化された自己発熱信号の変化
    の割合（ＲＯＣ）の関数として、前記推定残寿命を決定する請求項５の伝送器。
  7. 【請求項７】 前記自己発熱回路が電流源および電圧測定回路を含む請求項
    １の伝送器。
  8. 【請求項８】 前記自己発熱回路が、前記センサに印加される電力の変化に
    応答するセンサ抵抗の変化の関数として、ＳＨ指標を決定する請求項１の伝送器
    。
  9. 【請求項９】 前記ＳＨ指標が（Ｒ1−Ｒ2）／（Ｐ1−Ｐ2）として計算され
    る請求項８の伝送器。
  10. 【請求項１０】 前記出力回路が、前記診断出力に応答して前記センサ温度
    信号を較正する請求項１の伝送器。
  11. 【請求項１１】 前記較正が前記自己発熱信号の関数である請求項１の伝送
    器。
  12. 【請求項１２】 前記診断出力がセンサの期待寿命を示す請求項１の伝送器
    。
  13. 【請求項１３】 プロセス制御伝送器内の抵抗型温度センサを診断する方法
    であって、 前記センサの抵抗を感知し、デジタル化して、デジタル化されたセンサ出力を
    供給すること、 前記センサの自己発熱指標（ＳＨＩ）を取得すること、および 前記ＳＨＩの関数として診断出力を供給することを含む方法。
  14. 【請求項１４】 前記ＳＨＩの取得が、前記センサに供給される電力の変化
    に対応する、センサ抵抗の変化を測定することよりなる請求項１３の方法。
  15. 【請求項１５】 前記自己発熱指標が、（Ｒ1−Ｒ2）／（Ｐ1−Ｐ2）として
    計算される請求項１４の方法。
  16. 【請求項１６】 前記ＳＨＩの変化の割合に基づいて前記センサの残寿命を
    推定することを含む請求項１３の方法。
  17. 【請求項１７】 前記ＳＨＩの取得が、少なくとも２つの相異なるレベルの
    電流を前記センサに順次的に注入すること、およびその結果として生ずる前記セ
    ンサ両端の電圧降下を測定することを含む請求項１３の方法。
  18. 【請求項１８】 前記診断出力の関数としてセンサの寿命予測を決定するこ
    とを含む請求項１３の方法。
  19. 【請求項１９】 前記センサ出力および前記ＳＨＩの関数として前記センサ
    の温度を決定することを含む請求項１３の方法。
  20. 【請求項２０】 プロセス制御ループに接続されるように適合された入／出
    力回路、 抵抗型温度センサ、 前記センサに接続されて前記センサに電流を注入する電流源、 前記センサに接続され、前記センサの両端の電圧降下に関する出力を供給する
    電圧測定回路、および 注入された電流および前記センサ両端の電圧降下の関数として、自己発熱（Ｓ
    Ｈ）指標出力を供給する診断回路を具備した、プロセス制御システム内で用いら
    れるための温度伝送器。
  21. 【請求項２１】 前記診断回路が、前記ＳＨ指標の関数として、寿命予測出
    力を供給する請求項２０の伝送器。
  22. 【請求項２２】 前記センサ抵抗および前記ＳＨ指標の関数として、センサ
    温度に関する出力を供給する温度測定回路を含む請求項２０の伝送器。
  23. 【請求項２３】 前記ＳＨ指標が、前記センサに供給される電力の変化に対
    応する、前記センサの抵抗変化の関数として決定される請求項２０の伝送器。
  24. 【請求項２４】 前記ＳＨ指標が、（Ｒ1−Ｒ2）／（Ｐ1−Ｐ2）として計算
    される請求項２１の伝送器。
  25. 【請求項２５】 プロセス変数を感知し、センサ出力を供給する抵抗型温度
    センサ、 前記センサに接続され、前記センサの自己発熱指標に関する自己発熱信号を供
    給する自己発熱回路、 前記センサ出力および前記センサ監視回路に接続され、デジタル化されたセン
    サ出力およびデジタル化された自己発熱信号を供給するアナログ／デジタル変換
    回路、 前記デジタル化されたセンサ出力および前記デジタル化された自己発熱信号の
    関数として、前記温度センサの測定温度を計算する測定回路、および 前記プロセス制御ループに接続され、前記測定された温度を前記ループ上に伝
    送する出力回路を含むプロセス制御システム内で用いられる温度伝送器。
  26. 【請求項２６】 前記温度センサの定数Ｒ0が前記自己発熱信号の変化の関
    数として変化する請求項２５の温度伝送器。
  27. 【請求項２７】 前記温度センサの定数アルファ（α）が前記自己発熱信号
    の変化の関数として変化する請求項２５の温度伝送器。
  28. 【請求項２８】 前記測定された温度が前記センサ信号と定数Ｋとの積の関
    数である請求項２５の温度伝送器。
  29. 【請求項２９】 前記測定された温度がＫと直線関係にあり、そのＫは前記
    自己発熱指標の関数である、請求項２８の温度伝送器。
  30. 【請求項３０】 メモリに記憶されたルックアップ表を含み、前記ルックア
    ップ表が前記自己発熱信号の関数としてＫを供給する、請求項２８の温度伝送器
    。
  31. 【請求項３１】 前記デジタル化された自己発熱信号に接続され、前記デジ
    タル化された自己発熱信号の関数としてセンサ較正に関する診断出力を応答的に
    供給する診断回路を含む請求項２５の温度伝送器。
  32. 【請求項３２】 前記センサに接続されて前記センサに電流を注入する電流
    源、 前記センサに接続されて前記センサ両端の電圧降下に関する出力を供給する電
    圧測定回路、および 注入された電流と前記センサ両端の電圧降下の関数として自己発熱（ＳＨ）指
    標出力を供給する診断回路を含む請求項２５の温度伝送器。
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