JP2008026084A - 熱電対温度計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】端子板の基準接点補償手段を有する熱電対温度計において、前記端子板の一端に一端が接続され他端が前記端子板に沿って移動する移動手段と、この移動手段の他端に設けられた基準接点補償センサと、この基準接点補償センサを前記端子板に固定する固定手段とを具備したことを特徴とする熱電対温度計である。
【選択図】図1
Description
図6において、熱電対1は相対温度を計測するセンサーである。
熱電対1で測定接点(測定対象ポイント)2の絶対温度を知るためには、基準接点3の温度を測る必要がある。
例えば、計測器4の端子5の温度を測定する方法がある。
図では示していないが、基準接点補償のプリント板アセンブリ13には、基準接点補償センサーの他に、センサーの周辺回路などが実装されていることもある。
コネクタ14は端子板アセンブリを計測器本体に接続するためのコネクタである。
図8の温度測定入力部においては、端子温度(1―6CH)と同一温度となるよう基準接点補償センサ22が配置されている。
24は端子カバー、25は筐体である。
まず、図7従来例における問題点について説明する。
◇端子板における、温度勾配について
計測器では多くの場合、複数の計測チャンネルが存在する。例えば、先の図7では、10chの測定器の端子板アセンブリが例示されている。
しかし、計測器内の部品の配置は種々様々で、したがって、発熱部品の位置も種々様々であり代表値をサンプル出来る場所を探し当てるには非常な時間を要する。
基準接点補償のプリント板アセンブリ13の温度測定値が、正確な値を示すように、事前に校正しておく。
基準接点補償のプリント板アセンブリ13は、コネクタ等で、端子板アセンブリのベースプリント板11に接続される。
◇基準接点補償のプリント板アセンブリ13のレイアウト場所に多くの機械的な制約条件がある。
◇基準接点補償システムのチューニングに多くの開発工数が必要。
◇基準接点補償のプリント板アセンブリ13と端子台12の熱結合が難しい。
◇高精度の基準接点補償システムを設計する事が難しい。
◇端子板アセンブリが、急激な温度変化にさらされた場合、追従が遅い。
◇レイアウト・チューニングの難しさ。
基準接点補償のプリント板アセンブリ13は、端子板アセンブリ全体が許される狭い空間に比べると、比較的大きく、端子板アセンブリ内のどこにでも配置できる大きさでなく、配置に邪魔になる大きさである。
プリント板アセンブリ13に柔軟性が無い。
等の特徴があり、端子板アセンブリ内でのレイアウトを決める時に大きな制約がある。
しかし、製品によっては、スペースの都合で、基準接点補償のプリント板アセンブリ13をベースプリント板11の裏側に(つまり、コネクタ14の側=半田面)に、実装せざるをえない事もある。
一般的には、端子に近い位置に、基準接点補償センサーを物理的に密着させた方が、熱結合が良く、高精度の基準接点補償システムができる。
しかし、ベースプリント板11に対して垂直に実装される基準接点補償のプリント板アセンブリ13を、端子台12に密着させる事は、手間が掛かり、製作し難い。
計測器の重要な要素の一つとして、測定精度がある。熱電対の温度測定では、基準接点補償システムの測定精度も、温度測定精度に影響する。現在より高精度の基準接点補償システムを作るには、現在の基準接点補償のプリント板アセンブリをこのまま用いる方式では困難である。
端子板に温度変化があった場合、基準接点補償のプリント板アセンブリ13の測定値も遅延無く追従するのが理想的ではあるが、実際には遅れが生じる。つまり、追随していない時間帯は、熱電対測定システム全体の計測精度が落ちる。
これは端子板と基準接点補償の熱結合が緩い為である。
測定器単体においては、測定端子部と基準接点の温度差は、熱電対での温度測定時の誤差となる為、製品に応じて多点測定入力端子23間の温度差を小さくすると共に、その端子温度と等しくなるよう基準接点の配置を決定している。
図7従来例の問題点を解決するための目的は。
基準接点補償センサーのレイアウト場所を容易に位置決め可能にして、製品の開発期間を短縮する。
機械的構造的な制約を減らす。
基準接点補償センサーと端子台12との熱結合を良くする。
基準接点補償を高精度化する。
端子板温度の急激な変動に対して、素早く追従する基準接点補償システムを開発する。
現在の趨勢である計測器の小型化に、対応できる構成とする。
具体的な実際のシステム装置へ組み込み等で、図9に示す如く、測定機器の周囲に局部的な熱源Aがある場合、その熱源Aの影響で測定端子ならび基準接点に温度分布が発生し“多点入力CH部の端子温度”と“基準接点”の温度の平衡が崩れて温度測定誤差が大きくなる事を是正することにある。
端子板の基準接点補償手段を有する熱電対温度計において、前記端子板の一端に一端が接続され他端が前記端子板に沿って移動する移動手段と、この移動手段の他端に設けられた基準接点補償センサと、この基準接点補償センサを前記端子板に固定する固定手段とを具備したことを特徴とする。
前記移動手段と前記基準接点補償センサとのユニットが少なくとも2ユニット以上使用されたことを特徴とする。
前記移動手段は、フレキシブルプリント板が使用されたことを特徴とする。
前記フレキシブルプリント板には、電気回路部品が設けられたことを特徴とする。
前記固定手段は、粘着剤が使用されたことを特徴とする。
前記粘着剤は両面テープが使用されたことを特徴とする。
前記粘着剤は接着剤が使用されたことを特徴とする。
端子板の基準接点補償手段を有する熱電対温度計において、前記端子板に設けられた基準接点補償センサに対応して配置され周囲温度環境の温度補正をするセンサ温度補正板と、所定端子ごとに対応して配置され前記所定端子ごとに周囲温度環境の温度補正をする端子温度補正板とを具備したことを特徴とする。
前記センサ温度補正板と端子温度補正板とは、前記端子板の側面に前記端子板の面に直交して設けられたことを特徴とする。
前記センサ温度補正板と前記端子温度補正板とは、前記端子板の面に直交方向にスライドすることを特徴とする。
前記センサ温度補正板と前記端子温度補正板とは、アルミ材からなることを特徴とする。
開発時には、基準接点補償センサーの位置を自由自在に変更できるので、チューニング期間が短縮される。
コネクタ位置など、基準接点補償レイアウト上の機械的な制約条件が大幅に減る。
基準接点補償レイアウト位置を変更しても、端子板アセンブリのベースプリント板などの設計条件にあまり影響を与えないので、プリント板の作り直し回数が減り、結果的に開発期間短縮につながる。
チューニングが容易である。
基準接点補償の精度向上が期待できる。
端子板温度の急激な変動に対して、測定値が素早く追従する基準接点補償が実現可能である。
複数の基準接点補償センサを容易に取り付け可能なので、端子温度の高精度な測定が可能になる。
周囲に局部的な熱源があるようなシステム装置へ組み込む環境で、熱電対温度計が配置される場合、その熱源の影響で測定端子ならび基準接点に温度分布が発生し“多点入力CH部の端子温度”と“基準接点”の温度の平衡が崩れて温度測定誤差が大きくなる問題がある。
図1は本発明の一実施例の要部構成説明図で、(a)は正面図、(b)は側面図、図2は図1の部品説明図である。
図において、図7と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図7との相違部分のみ説明する。
この場合は、移動手段31は、フレキシブルプリント板が使用されている。
また、この場合はフレキシブルプリント板31には、電気回路部品311が設けられている。
フレキシブルプリント回路の基材は絶縁体であり、その基材の上や基材と基材の間に導電体を挟んで電気回路が形成される。
312は、フレキシブルプリント板31の一端に設けられたフレキシブルプリント板31のコネクタである。
固定手段33は、基準接点補償センサ32を端子板に固定する。
この場合は、固定手段33は、粘着剤が使用されている。
粘着剤33は、この場合は、両面テープが使用されている。
なお、粘着剤33は接着剤が使用されても良い。
なお、図2のように基準接点補償センサー32の周辺回路311をフレキシブルプリント回路31の上に取り付けても良い。
図1では、比較的長目に作ったフレキシブルプリント板31を折り曲げて5chの位置に取り付けている。例えばフレキシブルプリント板31を延ばせば、容易に1ch(右端のch)の位置の温度を計測可能である。
この場合、熱伝導性が良い接着剤を用いる
また、取り付けにあたって、両面テープ33を用いても良い。
この場合、熱伝導性が良い両面テープを用いる。通常、テープは非常に薄く、空気に比べて熱伝導が良いので、温度評価により優れた種類を採用できる。
製造段階では、決められた位置に基準接点補償センサなどが実装されたフレキシブルプリント回路アセンブリを貼り付ける。
開発時には、基準接点補償センサー32の位置を自由自在に変更できるので、チューニング期間が短縮できる。
基準接点補償レイアウト位置を変更しても、端子板アセンブリのベースプリント板11などの設計条件にあまり影響を与えないので、プリント板の作り直し回数が減り、結果的に開発期間短縮につながる。
チューニングが容易である。
基準接点補償の精度向上が期待できる。
端子板温度の急激な変動に対して、測定値が素早く追従する基準接点補償が実現可能である。
熱電対による温度測定を行う機器をシステム装置に組み込む場合等において、システム装置内部の周囲温度環境によっては温度測定に影響を及ぼす場合がある。
通常、熱電対を用いる多点温度測定器においては、多点入力CH部の端子温度を別途設けた一個の基準接点補償センサで測定し、測定端子部の温度として補償することで温度を測定する。
しかしながら、システム装置の組み込み環境等によっては、測定機器の周囲温度に極度な温度分布を持つ場合があり、この場合“多点入力CH部の端子温度”と“基準接点補償センサ”の温度平衡が崩れて温度測定誤差が大きくなる。
このような場合も、図3のように、スペース形状的には容易に取り付けが可能である。 端子台12の両端に基準接点補償センサ32をレイアウトして、その間の端子温度の測定値を補完する事で、高精度な基準接点補償システムが実現できる。
図において、図8と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図8との相違部分のみ説明する。
端子温度補正板42は、所定端子ごとに対応して配置され、所定端子ごとに周囲温度環境の温度補正をする。
。
この場合は、センサ温度補正板41と端子温度補正板42とは、端子板21の側面に端子板21の面に直交して設けられている。
この場合は、センサ温度補正板41と端子温度補正板42とは、端子板の面に直交方向にスライドする。
具体的には、図4実施例では、1CHから6CHの多点の測定端子23において、3CHと4CHとの間に、基準接点補償センサ22が配置されている。
補正板41,42は、基準接点補償センサ部22と端子部23に独立して配置され、又個別に伸縮できる構造として、補正温度に応じて移動させる事で温度平衡をとる構造とする。
周囲に局部的な熱源Aがあるようなシステム装置へ組み込む環境で、熱電対温度計が配置される場合、その熱源の影響で測定端子23ならび基準接点補償センサ22に温度分布が発生し“多点入力CH部の端子23”と“基準接点補償センサ22”の温度の平衡が崩れて温度測定誤差が大きくなる問題がある。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
2 測定接点
3 基準接点
4 計測器
5 端子
11 ベースプリント板
12 端子台
13 基準接点補償のプリント板アセンブリ
14 コネクタ
21 配線端子部
22 基準接点補償センサ
23 測定入力端子
24 端子カバー
25 筐体
31 移動手段
311 電気回路部品
312 コネクタ
32 基準接点補償センサ
33 固定手段
41 センサ温度補正板
42 端子温度補正板
A 熱源
Claims (11)
- 端子板の基準接点補償手段を有する熱電対温度計において、
前記端子板の一端に一端が接続され他端が前記端子板に沿って移動する移動手段と、
この移動手段の他端に設けられた基準接点補償センサと、
この基準接点補償センサを前記端子板に固定する固定手段と
を具備したことを特徴とする熱電対温度計。 - 前記移動手段と前記基準接点補償センサとのユニットが少なくとも2ユニット以上使用されたこと
を特徴とする請求項1記載の熱電対温度計。 - 前記移動手段は、フレキシブルプリント板が使用されたこと
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の熱電対温度計。 - 前記フレキシブルプリント板には、電気回路部品が設けられたこと
を特徴とする請求項3記載の熱電対温度計。 - 前記固定手段は、粘着剤が使用されたこと
を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の熱電対温度計。 - 前記粘着剤は両面テープが使用されたこと
を特徴とする請求項4記載の熱電対温度計。 - 前記粘着剤は接着剤が使用されたこと
を特徴とする請求項4記載の熱電対温度計。 - 端子板の基準接点補償手段を有する熱電対温度計において、
前記端子板に設けられた基準接点補償センサに対応して配置され周囲温度環境の温度補正をするセンサ温度補正板と、
所定端子ごとに対応して配置され前記所定端子ごとに周囲温度環境の温度補正をする端子温度補正板と
を具備したことを特徴とする熱電対温度計。 - 前記センサ温度補正板と端子温度補正板とは、前記端子板の側面に前記端子板の面に直交して設けられたこと
を特徴とする請求項8記載の熱電対温度計。 - 前記センサ温度補正板と前記端子温度補正板とは、前記端子板の面に直交方向にスライドすること
を特徴とする請求項9記載の熱電対温度計。 - 前記センサ温度補正板と前記端子温度補正板とは、アルミ材からなること
を特徴とする請求項8乃至請求項10の何れかに記載の熱電対温度計。
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