JP2012185136A - 温度測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基準抵抗の異常発生の有無を的確に検知することにより、測温抵抗体による温度測定結果の信頼性を高めることができる温度測定装置を実現すること。
【解決手段】測温抵抗体を用いた温度測定装置において、
前記測温抵抗体と直列に抵抗値が既知の少なくとも2個の基準抵抗を接続し、これら基準抵抗の抵抗値を個別に計算してそれら基準抵抗の抵抗値の計算結果を前記既知の基準抵抗の抵抗値と比較することにより、前記基準抵抗における異常発生の有無を的確に検知することを特徴とするもの。
【選択図】 図1
【解決手段】測温抵抗体を用いた温度測定装置において、
前記測温抵抗体と直列に抵抗値が既知の少なくとも2個の基準抵抗を接続し、これら基準抵抗の抵抗値を個別に計算してそれら基準抵抗の抵抗値の計算結果を前記既知の基準抵抗の抵抗値と比較することにより、前記基準抵抗における異常発生の有無を的確に検知することを特徴とするもの。
【選択図】 図1
Description
本発明は、温度測定装置に関し、詳しくは、測温抵抗体を用いた装置における異常検出に関する。
温度測定装置の一種に、温度センサとしてたとえば0℃で100Ωの抵抗値を有する白金などの測温抵抗体を用いたものがある。
図5は、測温抵抗体を用いた従来の温度測定装置の一例を示すブロック図である。図5において、測温抵抗体Rtは、3本のリード線を備えていて、これらリード線はそれぞれ等しい抵抗値rを有している。
測温抵抗体Rtの一端に接続された第1のリード線はマルチプレクサMUXの入力端子Aに接続され、測温抵抗体Rtの他端に接続された第2のリード線はマルチプレクサMUXの入力端子Bに接続され、測温抵抗体Rtの他端に接続された第3のリード線は共通電位点に接続されている。
第1のリード線が接続されるマルチプレクサMUXの入力端子Aには、基準抵抗Rfを介して出力電圧Vrを有する供給電源が接続されている。
ここで、マルチプレクサMUXの入力端子Aの電圧をVaとし、入力端子Bの電圧をVbとすると、測温抵抗体Rtに流れる電流Icは、
Ic=(Vr−Va)/Rf (1)
になる。
Ic=(Vr−Va)/Rf (1)
になる。
そして、マルチプレクサMUXの入力端子Aの電圧Vaは、
Va=(Rt+2r)*Ic (2)
になり、マルチプレクサMUXの入力端子Bの電圧Vbは、
Vb=r*Ic (3)
になる。
Va=(Rt+2r)*Ic (2)
になり、マルチプレクサMUXの入力端子Bの電圧Vbは、
Vb=r*Ic (3)
になる。
これら(1)式〜(3)式から入力端子Aの電圧Vaと入力端子Bの電圧Vbを算出するとともに、基準抵抗Rfの抵抗値と供給電源の出力電圧Vrの電圧値が既知とすると、測温抵抗体Rtの抵抗値は、次の(4)式で求めることができる。
Rt={(Va−2Vb)/(Vr−Va)}*Rf (4)
Rt={(Va−2Vb)/(Vr−Va)}*Rf (4)
マルチプレクサMUXの入力端子A、Bは、演算制御部として機能するマイクロコンピュータ(以下マイコンという)MPUにより切替制御される。
マルチプレクサMUXの入力端子Aの電圧Vaおよび入力端子Bの電圧VbはA/D変換器ADCに切替入力され、それぞれはデジタル信号に変換されてマイコンMPUに入力される。
マイコンMPUは、前述の(4)式に基づいて測温抵抗体Rtの抵抗値を求めた後、測定対象の温度値を換算する。
特許文献1の第1図と第2図および第3頁下左欄には、測温抵抗体Rtとして0℃で100Ωの抵抗値を有する白金測温抵抗体を用いるとともに、白金測温抵抗体と直列に、0℃における出力電圧を0Vにするための抵抗値100Ωを有する抵抗Rcを接続することが記載されている。
しかし、図4の構成の温度測定装置によれば、測定温度の精度は基準抵抗Rfに依存しているため、基準抵抗Rfに異常が発生すると、正しい温度を測定できなくなるという問題がある。
本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、基準抵抗の異常発生の有無を的確に検知することにより、測温抵抗体による温度測定結果の信頼性を高めることができる温度測定装置を実現することにある。
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
測温抵抗体を用いた温度測定装置において、
前記測温抵抗体と直列に抵抗値が既知の少なくとも2個の基準抵抗を接続し、これら基準抵抗の抵抗値を個別に計算してそれら基準抵抗の抵抗値の計算結果を前記既知の基準抵抗の抵抗値と比較することにより、前記基準抵抗における異常発生の有無を的確に検知することを特徴とする。
測温抵抗体を用いた温度測定装置において、
前記測温抵抗体と直列に抵抗値が既知の少なくとも2個の基準抵抗を接続し、これら基準抵抗の抵抗値を個別に計算してそれら基準抵抗の抵抗値の計算結果を前記既知の基準抵抗の抵抗値と比較することにより、前記基準抵抗における異常発生の有無を的確に検知することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の温度測定装置において、
前記少なくとも2個の基準抵抗は、前記測温抵抗体の電源供給側に直列接続されていることを特徴とする。
前記少なくとも2個の基準抵抗は、前記測温抵抗体の電源供給側に直列接続されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1に記載の温度測定装置において、
前記少なくとも2個の基準抵抗は、少なくとも1個が前記測温抵抗体の電源供給側に接続され、少なくとも1個が前記測温抵抗体の共通電位点側に接続されていることを特徴とする。
前記少なくとも2個の基準抵抗は、少なくとも1個が前記測温抵抗体の電源供給側に接続され、少なくとも1個が前記測温抵抗体の共通電位点側に接続されていることを特徴とする。
これらにより、基準抵抗における異常発生の有無を的確に検知でき、測温抵抗体による温度測定結果について高い信頼性が得られる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図5と共通する部分には同一の符号を付けている。図1と図5の相違点は、測温抵抗体Rtと直列に、2個の基準抵抗Rf1とRf2を接続していることである。
図1において、第1のリード線が接続されるマルチプレクサMUXの入力端子Aには、基準抵抗Rf1とRf2の直列回路を介して出力電圧Vrを有する供給電源が接続されている。そして、これら基準抵抗Rf1とRf2の直列回路の接続中点は、マルチプレクサMUXの入力端子Cに接続されている。
ここで、マルチプレクサMUXの入力端子Cの電圧をVcとすると、基準抵抗Rf1を流れる電流Icについて、以下の関係が成り立ち、
Ic=(Vr−Vc)/Rf1 (5)
基準抵抗Rf2を流れる電流Icについて、以下の関係が成り立つ。
Ic=(Vc−Va)/Rf2 (6)
Ic=(Vr−Vc)/Rf1 (5)
基準抵抗Rf2を流れる電流Icについて、以下の関係が成り立つ。
Ic=(Vc−Va)/Rf2 (6)
基準抵抗Rf2の抵抗値と供給電源の出力電圧Vrの電圧値が既知とすると、基準抵抗Rf1の抵抗値Rf1mは、次の(7)式で求めることができる。
Rf1m={(Vr−Vc)/(Vc−Va)}*Rf2 (7)
Rf1m={(Vr−Vc)/(Vc−Va)}*Rf2 (7)
また、基準抵抗Rf1の抵抗値と供給電源の出力電圧Vrの電圧値が既知とすると、基準抵抗Rf2の抵抗値Rf2mは、次の(8)式で求めることができる。
Rf2m={(Vc−Va)/(Vr−Vc)}*Rf1 (8)
Rf2m={(Vc−Va)/(Vr−Vc)}*Rf1 (8)
なお、測温抵抗体Rtの抵抗値は、前述の(1)式〜(3)式から、基準抵抗Rf1の抵抗値と供給電源の出力電圧Vrの電圧値が既知とすると、次の(9)式で求めることができる。
Rt={(Va−2Vb)/(Vr−Va)}*Rf1 (9)
Rt={(Va−2Vb)/(Vr−Va)}*Rf1 (9)
マルチプレクサMUXの入力端子Aの電圧Vaと入力端子Bの電圧Vbおよび入力端子Cの電圧VcはA/D変換器ADCに切替入力され、それぞれはデジタル信号に変換されてマイコンMPUに入力される。
マイコンMPUは、前述の(7)式に基づいて基準抵抗Rf1の抵抗値Rf1mを求めるとともに、前述の(8)式に基づいて基準抵抗Rf2の抵抗値Rf2mを求め、既知の基準抵抗Rf1の抵抗値Rf1および基準抵抗Rf2の抵抗値Rf2と比較し、いずれかの抵抗値が大きく異なる場合にはその基準抵抗が「異常」になっていると判断する。
図2は、図1の回路構成におけるマイコンMPUの基準抵抗の異常検知処理の流れを説明するフローチャートである。
はじめに、マルチプレクサMUXの切替制御を行い、A/D変換器ADCで変換された入力端子Aの電圧Vaと入力端子Bの電圧Vbおよび入力端子Cの電圧Vcのデジタル変換値を取り込む(ステップS1)。
続いて、(7)式に基づいて基準抵抗Rf1の抵抗値Rf1mを求めるとともに(ステップS2)、(8)式に基づいて基準抵抗Rf2の抵抗値Rf2mを求める(ステップS3)。
そして、ステップS2で求めた抵抗値Rf1mと既知の抵抗値Rf1を比較するとともに(ステップS4)、ステップS3で求めた抵抗値Rf2mと既知の抵抗値Rf2を比較する(ステップS5)。
ステップS4における抵抗値Rf1mと既知の抵抗値Rf1が等しく、ステップS5における抵抗値Rf2mと既知の抵抗値Rf2が等しい場合には、前述の(9)式に基づき測温抵抗体Rtの抵抗値を求めた後(ステップS6)、測定対象の温度値を換算する。
これに対し、ステップS4における抵抗値Rf1mと既知の抵抗値Rf1またはステップS5における抵抗値Rf2mと既知の抵抗値Rf2の少なくともいずれかが大きく異なる場合には、「異常」と判断して外部に向けてアラームを発生する(ステップS7)。
なお、アラーム出力にあたっては、視覚的には警報ランプを点灯させたり、表示画面をアラーム発生モードに切り替えたり、アラームメッセージを表示させればよく、聴覚的にはブザーやチャイムなどの警報音を発生させればよい。
図3は本発明の他の実施例を示すブロック図であり、図1と共通する部分には同一の符号を付けている。図3と図1の相違点は、測温抵抗体Rtの3本のリード線はそれぞれマルチプレクサMUXの入力端子A、B、Cに接続され、入力端子Aには第1の基準抵抗Rf1を介して出力電圧Vrを有する供給電源が接続され、入力端子Cは第2の基準抵抗Rf2を介して共通電位点に接続されていることである。
図3において、基準抵抗Rf1を流れる電流Icについて、以下の関係が成り立ち、
Ic=(Vr−Va)/Rf1 (10)
基準抵抗Rf2を流れる電流Icについて、以下の関係が成り立つ。
Ic=Vc/Rf2 (11)
Ic=(Vr−Va)/Rf1 (10)
基準抵抗Rf2を流れる電流Icについて、以下の関係が成り立つ。
Ic=Vc/Rf2 (11)
基準抵抗Rf2の抵抗値と供給電源の出力電圧Vrの電圧値が既知とすると、基準抵抗Rf1の抵抗値Rf1mは、次の(12)式で求めることができる。
Rf1m={(Vr−Va)/Vc}*Rf2 (12)
Rf1m={(Vr−Va)/Vc}*Rf2 (12)
また、基準抵抗Rf1の抵抗値と供給電源の出力電圧Vrの電圧値が既知とすると、基準抵抗Rf2の抵抗値Rf2mは、次の(13)式で求めることができる。
Rf2m={Vc/(Vr−Va)}*Rf1 (13)
Rf2m={Vc/(Vr−Va)}*Rf1 (13)
なお、測温抵抗体Rtの抵抗値は、前述の(1)式〜(3)式から、基準抵抗Rf1およびRf2の抵抗値と供給電源の出力電圧Vrの電圧値が既知とすると、次の(14)式で求めることができる。
Rt=Rf2+{(Va−2Vb)/(Vr−Va)}*Rf1 (14)
Rt=Rf2+{(Va−2Vb)/(Vr−Va)}*Rf1 (14)
図1と同様に、マルチプレクサMUXの入力端子Aの電圧Vaと入力端子Bの電圧Vbおよび入力端子Cの電圧VcはA/D変換器ADCに切替入力され、それぞれはデジタル信号に変換されてマイコンMPUに入力される。
マイコンMPUは、前述の(12)式に基づいて基準抵抗Rf1の抵抗値Rf1mを求めるとともに、前述の(13)式に基づいて基準抵抗Rf2の抵抗値Rf2mを求め、既知の基準抵抗Rf1の抵抗値Rf1および基準抵抗Rf2の抵抗値Rf2と比較し、いずれかの抵抗値が大きく異なる場合にはその基準抵抗が「異常」になっていると判断する。
図4は、図3の回路構成におけるマイコンMPUの基準抵抗の異常検知処理の流れを説明するフローチャートである。
はじめに、マルチプレクサMUXの切替制御を行い、A/D変換器ADCで変換された入力端子Aの電圧Vaと入力端子Bの電圧Vbおよび入力端子Cの電圧Vcのデジタル変換値を取り込む(ステップS1)。
続いて、(12)式に基づいて基準抵抗Rf1の抵抗値Rf1mを求めるとともに(ステップS2)、(13)式に基づいて基準抵抗Rf2の抵抗値Rf2mを求める(ステップS3)。
そして、ステップS2で求めた抵抗値Rf1mと既知の抵抗値Rf1を比較するとともに(ステップS4)、ステップS3で求めた抵抗値Rf2mと既知の抵抗値Rf2を比較する(ステップS5)。
ステップS4における抵抗値Rf1mと既知の抵抗値Rf1が等しく、ステップS5における抵抗値Rf2mと既知の抵抗値Rf2が等しい場合には、前述の(14)式に基づき測温抵抗体Rtの抵抗値を求めた後(ステップS6)、測定対象の温度値を換算する。
これに対し、ステップS4における抵抗値Rf1mと既知の抵抗値Rf1またはステップS5における抵抗値Rf2mと既知の抵抗値Rf2の少なくともいずれかが大きく異なる場合には、「異常」と判断して外部に向けてアラームを発生する(ステップS7)。
これら図1または図3の構成によれば、抵抗値が既知の2個の基準抵抗Rf1とRf2を測温抵抗体Rtと直列に接続し、これら2個の基準抵抗Rf1とRf2の抵抗値を交互に計算してそれらの結果を既知の抵抗値と比較することにより、基準抵抗Rf1またはRf2の異常発生の有無を的確に検知でき、測温抵抗体Rtによる温度測定値の信頼性を高めることができる。
なお、上記実施例では、抵抗値が既知の2個の基準抵抗Rf1とRf2を測温抵抗体Rtと直列に接続する例について説明したが、2個に限るものではなく、3個以上の基準抵抗を測温抵抗体Rtと直列に接続してもよい。
以上説明したように、本発明によれば、基準抵抗の異常発生の有無を的確に検知することができ、測温抵抗体による温度測定結果について高い信頼性が得られる温度測定装置を実現することができる。
Rt 測温抵抗体
Rf1、Rf2 基準抵抗
MUX マルチプレクサ
ADC A/D変換器
MPU マイクロコンピュータ
Rf1、Rf2 基準抵抗
MUX マルチプレクサ
ADC A/D変換器
MPU マイクロコンピュータ
Claims (3)
- 測温抵抗体を用いた温度測定装置において、
前記測温抵抗体と直列に抵抗値が既知の少なくとも2個の基準抵抗を接続し、これら基準抵抗の抵抗値を個別に計算してそれら抵抗値の計算結果を前記既知の抵抗値と比較することにより、前記基準抵抗の異常発生の有無を的確に検知することを特徴とする温度測定装置。 - 前記少なくとも2個の基準抵抗は、前記測温抵抗体の電源供給側に直列接続されていることを特徴とする請求項1記載の温度測定装置。
- 前記少なくとも2個の基準抵抗は、少なくとも1個が前記測温抵抗体の電源供給側に接続され、少なくとも1個が前記測温抵抗体の共通電位点側に接続されていることを特徴とする請求項1記載の温度測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011050255A JP2012185136A (ja) | 2011-03-08 | 2011-03-08 | 温度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Cited By (1)
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CN114300763A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-04-08 | 华人运通(江苏)技术有限公司 | 基于车云协调的电池内阻异常监测方法、设备及存储介质 |
-
2011
- 2011-03-08 JP JP2011050255A patent/JP2012185136A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
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CN114300763B (zh) * | 2021-12-06 | 2023-10-20 | 华人运通(江苏)技术有限公司 | 基于车云协调的电池内阻异常监测方法、设备及存储介质 |
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