JP2013228265A - Temperature detector and abnormality determination method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱電対を用いて温度を検知する温度検知装置および熱電対を用いて温度を検知する温度検知装置の異常判定方法に関する。 The present invention relates to a temperature detection device that detects a temperature using a thermocouple and an abnormality determination method for a temperature detection device that detects a temperature using a thermocouple.
従来、自動車,家電製品,産業機器,医療機器,その他電装機器類などにおける温度検知装置として、熱電対を用いた温度検知装置が知られている。
ここで、検出対象温度に応じて熱電対に発生する起電力は微弱であり、検出対象温度に応じて熱電対の2つの出力端に発生する両端電圧は微小であることから、熱電対を用いた温度検知装置においては、例えば、オペアンプなどの増幅回路によって熱電対の両端電圧を増幅している。
Conventionally, a temperature detection device using a thermocouple is known as a temperature detection device in automobiles, home appliances, industrial equipment, medical equipment, and other electrical equipment.
Here, since the electromotive force generated in the thermocouple according to the detection target temperature is weak and the voltage at both ends generated at the two output ends of the thermocouple is small according to the detection target temperature, the thermocouple is used. In a conventional temperature detection device, for example, the voltage across the thermocouple is amplified by an amplifier circuit such as an operational amplifier.
なお、熱電対を用いた温度検知装置は、熱電対の2つの出力端における両端電圧に基づいて温度を検知するものであるが、何らかの要因によって熱電対が断線してしまうと、適切に温度検知できなくなる場合がある。 The temperature detection device using a thermocouple detects the temperature based on the voltage across the two output terminals of the thermocouple. However, if the thermocouple breaks for some reason, the temperature detection is performed appropriately. It may not be possible.
そのため、熱電対を用いた温度検知装置においては、熱電対の断線異常の有無を判定する機能を有するものがある。
熱電対の断線異常有無の判定方法としては、例えば、熱電対に対して断線判定電流を通電し、そのときの熱電対の両端電圧が正常範囲を示すか否かに基づいて断線異常の有無を判定する方法がある(特許文献1,2)。
For this reason, some temperature detection devices using thermocouples have a function of determining the presence or absence of a disconnection abnormality of a thermocouple.
As a method for determining the presence or absence of a disconnection abnormality of a thermocouple, for example, a disconnection determination current is supplied to the thermocouple, and whether or not there is a disconnection abnormality is determined based on whether or not the voltage across the thermocouple indicates a normal range. There is a method of determination (Patent Documents 1 and 2).
このように熱電対に対して断線判定電流を通電するためには、熱電対の2つの出力端のうち一方について特定の電位に設定する必要があるため、熱電対の2つの出力端のうち一方をグランドに接続する構成が採用されている。 Thus, in order to supply the disconnection determination current to the thermocouple, it is necessary to set one of the two output ends of the thermocouple to a specific potential, and thus one of the two output ends of the thermocouple. A configuration is adopted in which is connected to the ground.
なお、熱電対に対して断線判定電流を通電する場合、熱電対の両端電圧が断線判定電流の影響により変動するため、温度検知精度が低下する虞がある。そのため、温度検知期間と断線判定期間を互いに異なる時間帯に設定することで、温度検知精度の低下を防止できる。 When a disconnection determination current is applied to the thermocouple, the voltage at both ends of the thermocouple fluctuates due to the influence of the disconnection determination current, so that the temperature detection accuracy may be reduced. Therefore, by setting the temperature detection period and the disconnection determination period in different time zones, it is possible to prevent a decrease in temperature detection accuracy.
ところで、温度検知素子(温度センサ素子)としては、熱電対の他に、サーミスタが知られている。しかし、熱電対は温度に応じた起電力を発生するのに対して、サーミスタは、起電力を発生するのではなく電気抵抗値が温度に応じて変化する特徴を有する。このため、サーミスタを用いた温度検知装置は、外部からサーミスタへの通電によってサーミスタの電気抵抗値を検知して、その電気抵抗値に基づいて温度を検知する構成である(特許文献3)。 By the way, as a temperature detection element (temperature sensor element), in addition to a thermocouple, a thermistor is known. However, a thermocouple generates an electromotive force according to temperature, whereas a thermistor does not generate an electromotive force but has a characteristic that an electric resistance value changes according to temperature. For this reason, the temperature detection apparatus using a thermistor is the structure which detects the electrical resistance value of a thermistor by the electricity supply to a thermistor from the outside, and detects temperature based on the electrical resistance value (patent document 3).
つまり、熱電対を用いた温度検知装置は、サーミスタを用いた温度検知装置と比べて、温度検知に関する原理が異なり、装置全体の構成が全く異なるものである。 That is, a temperature detection device using a thermocouple has a different principle regarding temperature detection and a completely different configuration as compared with a temperature detection device using a thermistor.
しかし、熱電対の2つの出力端のうち一方がグランドへ接続されている構成では、熱電対の断線異常の有無は判定できるものの、熱電対のグランド電位短絡異常を検知できないという問題がある。 However, in the configuration in which one of the two output ends of the thermocouple is connected to the ground, it is possible to determine whether or not the thermocouple is disconnected, but there is a problem that the ground potential short-circuit abnormality of the thermocouple cannot be detected.
つまり、熱電対の出力端の一方がグランドへ接続されている構成では、熱電対のグランド電位短絡異常が発生しても、熱電対の2つの出力端に発生する両端電圧は、通常接続時の熱電対の両端電圧と同等になることから、熱電対のグランド電位短絡異常が生じているか否かの判定が困難である。 That is, in the configuration in which one of the thermocouple output terminals is connected to the ground, even if a ground potential short circuit abnormality of the thermocouple occurs, the both-end voltages generated at the two output terminals of the thermocouple are Since it is equal to the voltage across the thermocouple, it is difficult to determine whether or not a ground potential short-circuit abnormality has occurred in the thermocouple.
また、温度検知装置が、単一電源駆動の構成であり、かつ、熱電対の2つの出力端のうち一方がグランドへ接続されている構成の場合、熱電対の他端がグランド電位よりも低い電位になる温度範囲については、温度検知が不可能となる。 In addition, when the temperature detection device is configured to be driven by a single power source and one of the two output ends of the thermocouple is connected to the ground, the other end of the thermocouple is lower than the ground potential. Temperature detection is impossible for the temperature range where the potential is reached.
つまり、単一電源駆動の温度検知装置においては、その内部に備えられる信号増幅部(オペアンプなど)は、グランド電位よりも低い電位を増幅することができない。このため、例えば、熱電対の一端がグランドに接続されるとともに、熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となると、熱電対の他端がグランド電位よりも低い電位になる。このような状況下では、信号増幅部による増幅が不可能となることから、熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲では温度検知ができない。 That is, in a temperature detection device driven by a single power source, a signal amplification unit (such as an operational amplifier) provided therein cannot amplify a potential lower than the ground potential. For this reason, for example, when one end of the thermocouple is connected to the ground and the voltage across the thermocouple becomes a voltage corresponding to a negative temperature, the other end of the thermocouple becomes a potential lower than the ground potential. Under such circumstances, amplification by the signal amplifying unit is impossible, and thus temperature detection cannot be performed in a temperature range in which the voltage across the thermocouple is a voltage corresponding to a negative temperature.
なお、熱電対の「負温度に対応する電圧」を検知するためには、例えば、複数の電源を備えるという方法がある。つまり、複数の電源を備えてグランド電位よりも低い電位範囲についても電源から電力供給可能に構成することで、熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となる場合でも信号増幅部による信号増幅が可能となる。 In order to detect the “voltage corresponding to the negative temperature” of the thermocouple, for example, there is a method of providing a plurality of power supplies. In other words, by providing a plurality of power supplies so that power can be supplied from the power supply even in a potential range lower than the ground potential, signal amplification by the signal amplification unit even when the voltage across the thermocouple becomes a voltage corresponding to a negative temperature Is possible.
しかし、複数の電源を備える場合には、温度検知装置の構成が複雑になるという問題がある。
なお、熱電対ではなくサーミスタを用いた温度検知装置は、上述のように、熱電対を用いた温度検知装置とは温度検知に関する構成が全く異なるため、サーミスタを用いた温度検知装置で採用されている各種構成(サーミスタの異常判定の構成など)は、熱電対を用いた温度検知装置に適用することは困難である。
However, when a plurality of power supplies are provided, there is a problem that the configuration of the temperature detection device is complicated.
As described above, a temperature detection device using a thermistor instead of a thermocouple is completely different from a temperature detection device using a thermocouple, and is therefore used in a temperature detection device using a thermistor. Various configurations (such as a thermistor abnormality determination configuration) are difficult to apply to a temperature detector using a thermocouple.
そこで、本発明は、熱電対の断線異常のみならず熱電対のグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる温度検知装置を提供することを目的とし、また、熱電対の断線異常のみならず熱電対のグランド電位短絡異常を検知できる温度検知装置の異常判定方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can detect not only the disconnection abnormality of the thermocouple but also at least one of the ground potential short-circuit abnormality and the other-potential short-circuit abnormality of the thermocouple, and the voltage across the thermocouple is negative even in a single power supply configuration. The purpose of the present invention is to provide a temperature detection device that can detect a temperature in a temperature range that corresponds to the temperature, and that can detect not only a thermocouple disconnection abnormality but also a thermocouple ground potential short-circuit abnormality. An object of the present invention is to provide a method for determining an abnormality.
本発明は、熱電対の2つの出力端の電位差に基づいて温度を検知する温度検知装置であって、熱電対の2つの出力端に電気的に接続される第1入力部および第2入力部を有する信号入力部と、第1入力部および第2入力部の間に生じる電位差を増幅して温度検知信号として出力する信号増幅部と、を備えている。 The present invention is a temperature detection device that detects a temperature based on a potential difference between two output ends of a thermocouple, and includes a first input portion and a second input portion that are electrically connected to the two output ends of the thermocouple. And a signal amplifying unit that amplifies the potential difference generated between the first input unit and the second input unit and outputs the amplified signal as a temperature detection signal.
そして、この温度検知装置は、信号入力部のうち第1入力部の電位を、グランドのグランド電位よりも高い入力基準電位に設定する入力基準電位設定部と、第2入力部とグランドとの電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えるグランド電位切替部と、を備える。 The temperature detecting device includes an input reference potential setting unit that sets the potential of the first input unit in the signal input unit to an input reference potential that is higher than the ground potential of the ground, and the electrical connection between the second input unit and the ground. And a ground potential switching unit that switches a normal connection state to an energized state or a disconnected state.
また、この温度検知装置は、グランド電位切替部により第2入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、温度検知信号を予め定められた断線異常判定値と比較し、その比較結果に基づいて熱電対における断線異常の有無を判定する断線異常判定部と、第1入力部の電位と入力基準電位とを比較し、その比較結果に基づいて熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定する短絡異常判定部と、を備える。 Further, the temperature detection device compares the temperature detection signal with a predetermined disconnection abnormality determination value in a state where the second input unit and the ground are set to the energized state by the ground potential switching unit, and the comparison result is Based on the result of the comparison, the potential of the first input unit and the input reference potential are compared, and the ground potential short-circuit abnormality and other potential short-circuit in the thermocouple are determined. A short-circuit abnormality determining unit that determines the presence or absence of at least one abnormality.
このような構成の温度検知装置においては、入力基準電位設定部が第1入力部の電位を入力基準電位に設定することで、信号増幅部における「熱電対の両端電圧の基準電位」がグランド電位よりも高い電位(入力基準電位)となる。 In the temperature detection device having such a configuration, the input reference potential setting unit sets the potential of the first input unit to the input reference potential, so that the “reference potential of the voltage across the thermocouple” in the signal amplification unit is the ground potential. Higher potential (input reference potential).
これにより、熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となる場合であっても、信号増幅部に入力される「熱電対の2つの出力端」の各電位がそれぞれグランド電位以上となる範囲においては、信号増幅部は、熱電対の両端電圧(負温度に対応する電圧)を増幅できる。つまり、入力基準電位設定部を備えることで、単一電源構成であっても、熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知が可能となる。 As a result, even if the voltage across the thermocouple is a voltage corresponding to the negative temperature, each potential at the “two output terminals of the thermocouple” input to the signal amplifier is within the ground potential. In, the signal amplifier can amplify the voltage across the thermocouple (the voltage corresponding to the negative temperature). That is, by providing the input reference potential setting unit, even in a single power supply configuration, temperature detection in a temperature range in which the voltage across the thermocouple becomes a voltage corresponding to a negative temperature is possible.
また、グランド電位切替部を備えることで、第2入力部とグランドとの電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えることができる。このため、熱電対における断線異常の有無を判定する場合には、グランド電位切替部により第2入力部とグランドとを通電状態に設定し、断線異常の有無を判定しない場合(換言すれば、温度検知する場合)には、グランド電位切替部により第2入力部とグランドとを遮断状態に設定する、という構成が可能となる。 In addition, by providing the ground potential switching unit, the electrical connection state between the second input unit and the ground can be switched to the energized state or the cut-off state. For this reason, when determining the presence or absence of a disconnection abnormality in the thermocouple, the ground potential switching unit sets the second input unit and the ground to the energized state and does not determine the presence or absence of a disconnection abnormality (in other words, the temperature In the case of detection), the ground potential switching unit can set the second input unit and the ground to a cut-off state.
このため、断線異常の有無を判定するための断線異常判定値を予め定めておき、グランド電位切替部により第2入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、温度検知信号と断線異常判定値とを比較することで、断線異常の有無を判定できる。したがって、断線異常判定部は、グランド電位切替部により第2入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、温度検知信号と断線異常判定値と比較することで、その比較結果に基づいて熱電対における断線異常の有無を判定することができる。 Therefore, a disconnection abnormality determination value for determining whether there is a disconnection abnormality is determined in advance, and the temperature detection signal and the disconnection abnormality are set in a state where the second input unit and the ground are set to the energized state by the ground potential switching unit. By comparing with the determination value, it is possible to determine whether there is a disconnection abnormality. Therefore, the disconnection abnormality determination unit compares the temperature detection signal with the disconnection abnormality determination value in a state where the second input unit and the ground are set to the energized state by the ground potential switching unit, and based on the comparison result. The presence or absence of disconnection abnormality in the thermocouple can be determined.
他方、熱電対の起電力は微弱であるため、熱電対におけるグランド電位短絡異常または他電位短絡異常(電源正極電位への短絡など)が生じた際には、第1入力部および第2入力部の各電位は、グランド電位または他電位と略等しい値となり、入力基準電位設定部によって第1入力部の電位を入力基準電位に設定することが難しくなる。つまり、熱電対におけるグランド電位短絡異常または他電位短絡異常が生じた際には、第1入力部の電位は、短絡先の電位の影響を受けるため、入力基準電位とは異なる値を示す。 On the other hand, since the electromotive force of the thermocouple is weak, when the ground potential short-circuit abnormality or other-potential short-circuit abnormality (such as short-circuit to the power supply positive electrode potential) occurs in the thermocouple, the first input unit and the second input unit These potentials are substantially equal to the ground potential or other potentials, and it becomes difficult for the input reference potential setting unit to set the potential of the first input unit to the input reference potential. That is, when a ground potential short-circuit abnormality or other-potential short-circuit abnormality occurs in the thermocouple, the potential of the first input unit is affected by the potential of the short-circuit destination, and thus shows a value different from the input reference potential.
そのため、第1入力部の電位と入力基準電位とを比較することで、その比較結果に基づいて短絡異常の有無を判定できる。つまり、短絡異常判定部を備えることで、第1入力部の電位と入力基準電位との比較結果に基づいて熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定できる。 Therefore, by comparing the potential of the first input unit with the input reference potential, it is possible to determine whether there is a short circuit abnormality based on the comparison result. That is, by providing the short circuit abnormality determination unit, it is possible to determine the presence or absence of at least one of the ground potential short circuit abnormality and the other potential short circuit abnormality in the thermocouple based on the comparison result between the potential of the first input unit and the input reference potential.
よって、本発明の温度検知装置によれば、熱電対の断線異常のみならず熱電対のグランド電位短絡異常を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる。 Therefore, according to the temperature detection device of the present invention, not only the disconnection abnormality of the thermocouple but also the ground potential short-circuit abnormality of the thermocouple can be detected, and the voltage across the thermocouple becomes negative temperature even in a single power supply configuration. It can detect the temperature in the temperature range that makes the corresponding voltage.
上述の温度検知装置においては、信号増幅部は、信号入力部に接続される入力側から温度検知信号を出力する出力側にかけて複数のオペアンプを備える、という構成を採ることができる。また、この温度検知装置においては、複数のオペアンプのうち出力側に備えられるオペアンプの動作基準電位を、グランド電位よりも高い電位の出力基準電位に設定する出力基準電位設定部を備える、という構成を採ることができる。 In the above-described temperature detection device, the signal amplifying unit may be configured to include a plurality of operational amplifiers from the input side connected to the signal input unit to the output side that outputs the temperature detection signal. In addition, the temperature detection apparatus includes an output reference potential setting unit that sets an operation reference potential of an operational amplifier provided on the output side among a plurality of operational amplifiers to an output reference potential higher than a ground potential. Can be taken.
このような構成の温度検知装置においては、出力基準電位設定部が、出力側に備えられるオペアンプの動作基準電位をグランド電位よりも高い電位の出力基準電位に設定することで、出力側に備えられるオペアンプが出力可能な電圧範囲は、グランド電位ではなく出力基準電位に基づき定められる。 In the temperature detection device having such a configuration, the output reference potential setting unit is provided on the output side by setting the operation reference potential of the operational amplifier provided on the output side to an output reference potential higher than the ground potential. The voltage range that the operational amplifier can output is determined based on the output reference potential, not the ground potential.
つまり、出力基準電位設定部を備えることで、信号増幅部が出力可能な電圧範囲は、グランド電位に基づき設定される固定範囲ではなく、出力基準電位に基づき設定される範囲となる。このため、単一電源構成であっても、出力基準電位を任意に選択することで、信号増幅部が出力可能な電圧範囲を任意に設定することが可能となる。 That is, by providing the output reference potential setting unit, the voltage range that can be output by the signal amplifying unit is not a fixed range set based on the ground potential, but a range set based on the output reference potential. For this reason, even in a single power supply configuration, it is possible to arbitrarily set the voltage range that can be output by the signal amplifier by arbitrarily selecting the output reference potential.
よって、本発明によれば、単一電源構成であっても、信号増幅部が出力可能な電圧範囲を任意に設定できるため、用途に応じて出力可能な温度検知信号の範囲を任意に設定することができ、幅広い用途に利用可能な温度検知装置を実現できる。 Therefore, according to the present invention, even in a single power supply configuration, the voltage range that can be output by the signal amplifying unit can be arbitrarily set, so the range of temperature detection signals that can be output is arbitrarily set according to the application. Therefore, a temperature detection device that can be used for a wide range of applications can be realized.
上述の温度検知装置においては、グランド電位切替部は、予め定められた断線判定期間においては、第2入力部とグランドとを通電状態に設定し、予め定められた温度検知期間においては、第2入力部とグランドとを遮断状態に設定する、という構成を採ることができる。 In the above-described temperature detection device, the ground potential switching unit sets the second input unit and the ground to the energized state in the predetermined disconnection determination period, and the second potential in the predetermined temperature detection period. It is possible to adopt a configuration in which the input unit and the ground are set in a cutoff state.
このように、断線判定期間においては、グランド電位切替部が第2入力部とグランドとを通電状態に設定することで、断線異常判定部による断線異常の有無の判定が可能となる。また、温度検知期間においては、第2入力部とグランドとを遮断状態に設定することで、第2入力部とグランドとが通電状態になることに起因して温度検知精度が低下するのを抑制できる。 In this way, in the disconnection determination period, the ground potential switching unit sets the second input unit and the ground to the energized state, so that it is possible to determine whether there is a disconnection abnormality by the disconnection abnormality determination unit. In the temperature detection period, the second input unit and the ground are set in a cut-off state, thereby suppressing a decrease in temperature detection accuracy due to the second input unit and the ground being energized. it can.
つまり、この温度検知装置では、温度検知期間と断線判定期間とを明確に区別することで、温度検知期間に、グランド電位切替部の影響によって温度検知信号が変動する可能性を低減できる。 That is, in this temperature detection device, by clearly distinguishing the temperature detection period and the disconnection determination period, it is possible to reduce the possibility that the temperature detection signal fluctuates due to the influence of the ground potential switching unit during the temperature detection period.
よって、本発明によれば、温度検知精度が低下する可能性を低減しつつ、熱電対の断線判定を行うことができる。
上述の温度検知装置においては、信号増幅部は計装アンプを備える、という構成を採ることができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to determine the disconnection of the thermocouple while reducing the possibility that the temperature detection accuracy is lowered.
In the above-described temperature detection device, a configuration in which the signal amplification unit includes an instrumentation amplifier can be employed.
計装アンプは、同相除去比が高いという特徴を有することから、熱電対から出力される微小な電圧を検出するにあたりノイズの影響を低減することができる。
よって、本発明によれば、熱電対の出力を検知する際のノイズの影響を低減でき、温度検知精度の低下を抑制することができる。
Since the instrumentation amplifier has a feature that the common-mode rejection ratio is high, it is possible to reduce the influence of noise when detecting a minute voltage output from the thermocouple.
Therefore, according to this invention, the influence of the noise at the time of detecting the output of a thermocouple can be reduced, and the fall of temperature detection accuracy can be suppressed.
次に、本発明方法は、熱電対の2つの出力端の電位差に基づいて温度を検知する温度検知装置の異常判定方法であって、温度検知装置は、熱電対の2つの出力端に電気的に接続される第1入力部および第2入力部を有する信号入力部と、第1入力部および第2入力部の間に生じる電位差を増幅して温度検知信号として出力する信号増幅部と、信号入力部のうち第1入力部の電位を、グランド電位よりも高い入力基準電位に設定する入力基準電位設定部と、第2入力部とグランド電位との電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えるグランド電位切替部と、を備える。 Next, the method of the present invention is an abnormality determination method for a temperature detection device that detects a temperature based on a potential difference between two output ends of a thermocouple, and the temperature detection device is electrically connected to two output ends of a thermocouple. A signal input unit having a first input unit and a second input unit connected to each other, a signal amplifying unit for amplifying a potential difference generated between the first input unit and the second input unit and outputting as a temperature detection signal; The input reference potential setting unit for setting the potential of the first input unit of the input units to an input reference potential higher than the ground potential, and the electrical connection state between the second input unit and the ground potential are energized or cut off. A ground potential switching unit for switching to a state.
そして、本発明方法は、グランド電位切替部により第2入力部とグランドとを通電状態に設定するグランド電位設定ステップと、第2入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、温度検知信号を予め定められた断線異常判定閾値と比較し、その比較結果に基づいて熱電対における断線異常の有無を判定する断線異常判定ステップと、第1入力部の電位と入力基準電位とを比較し、その比較結果に基づいて熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定する短絡異常判定ステップと、を有する温度検知装置の異常判定方法である。 The method according to the present invention includes a ground potential setting step of setting the second input unit and the ground to the energized state by the ground potential switching unit, and a temperature detection in a state where the second input unit and the ground are set to the energized state. The signal is compared with a predetermined disconnection abnormality determination threshold, and the disconnection abnormality determination step for determining the presence or absence of the disconnection abnormality in the thermocouple based on the comparison result is compared with the potential of the first input unit and the input reference potential. And a short circuit abnormality determination step for determining whether or not at least one of a ground potential short circuit abnormality and another potential short circuit abnormality in the thermocouple is based on the comparison result.
まず、本発明方法の適用対象である温度検知装置は、グランド電位切替部を備えることで、第2入力部とグランドとの電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えることができる。このため、熱電対における断線異常の有無を判定する場合には、グランド電位切替部により第2入力部とグランドとを通電状態に設定し、断線異常の有無を判定しない場合(換言すれば、温度検知する場合)には、グランド電位切替部により第2入力部とグランドとを遮断状態に設定する、という構成が可能となる。 First, the temperature detection apparatus to which the method of the present invention is applied can switch the electrical connection state between the second input unit and the ground to the energized state or the cut-off state by including the ground potential switching unit. For this reason, when determining the presence or absence of a disconnection abnormality in the thermocouple, the ground potential switching unit sets the second input unit and the ground to the energized state and does not determine the presence or absence of a disconnection abnormality (in other words, the temperature In the case of detection), the ground potential switching unit can set the second input unit and the ground to a cut-off state.
このため、断線異常の有無を判定するための断線異常判定値を予め定めておき、グランド電位設定ステップを実行して、第2入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、断線異常判定ステップを実行して、温度検知信号と断線異常判定値とを比較することで、断線異常の有無を判定できる。これにより、断線異常判定ステップでは、第2入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、温度検知信号と断線異常判定値と比較することで、その比較結果に基づいて熱電対における断線異常の有無を判定することができる。 For this reason, a disconnection abnormality determination value for determining whether or not there is a disconnection abnormality is determined in advance, the ground potential setting step is executed, and the disconnection abnormality is performed in a state where the second input unit and the ground are set to the energized state. By executing the determination step and comparing the temperature detection signal with the disconnection abnormality determination value, it is possible to determine whether there is a disconnection abnormality. Thus, in the disconnection abnormality determination step, the second input unit and the ground are set in the energized state, and the temperature detection signal is compared with the disconnection abnormality determination value, so that the disconnection in the thermocouple is performed based on the comparison result. The presence or absence of abnormality can be determined.
ところで、熱電対の起電力は微弱であるため、熱電対におけるグランド電位短絡異常または他電位短絡異常(電源正極電位への短絡など)が生じた際には、第1入力部および第2入力部の各電位は、グランド電位または他電位と略等しい値となり、入力基準電位設定部によって第1入力部の電位を入力基準電位に設定することが難しくなる。つまり、熱電対におけるグランド電位短絡異常または他電位短絡異常が生じた際には、第1入力部の電位は、入力基準電位とは異なる値を示すことになる。 By the way, since the electromotive force of the thermocouple is weak, when the ground potential short circuit abnormality or other potential short circuit abnormality (short circuit to the power supply positive electrode potential) occurs in the thermocouple, the first input unit and the second input unit These potentials are substantially equal to the ground potential or other potentials, and it becomes difficult for the input reference potential setting unit to set the potential of the first input unit to the input reference potential. That is, when a ground potential short-circuit abnormality or another potential short-circuit abnormality occurs in the thermocouple, the potential of the first input unit shows a value different from the input reference potential.
そのため、第1入力部の電位と入力基準電位とを比較することで、その比較結果に基づいて短絡異常の有無を判定できる。つまり、短絡異常判定ステップを実行することで、第1入力部の電位と入力基準電位との比較結果に基づいて熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定できる。 Therefore, by comparing the potential of the first input unit with the input reference potential, it is possible to determine whether there is a short circuit abnormality based on the comparison result. That is, by performing the short circuit abnormality determination step, it is possible to determine the presence or absence of at least one of the ground potential short circuit abnormality and the other potential short circuit abnormality in the thermocouple based on the comparison result between the potential of the first input unit and the input reference potential.
よって、本発明方法によれば、熱電対の断線異常のみならず熱電対のグランド電位短絡異常を検知できる。 Therefore, according to the method of the present invention, not only the disconnection abnormality of the thermocouple but also the ground potential short-circuit abnormality of the thermocouple can be detected.
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
なお、以下に示す実施形態では、熱電対を用いて温度検知を行う温度検知装置を例に挙げて説明する。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
In the embodiment described below, a temperature detection device that performs temperature detection using a thermocouple will be described as an example.
[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
本実施形態の温度検知装置の全体構成について、図1に基づいて説明する。図1は、熱電対3を用いて温度検知を行う温度検知装置1の構成図である。
[1. First Embodiment]
[1-1. overall structure]
The overall configuration of the temperature detection device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of a temperature detection device 1 that performs temperature detection using a
図1に示すように、本実施形態の温度検知装置1は、信号入力部11と、信号増幅部13と、入力基準電位設定部15と、グランド電位切替部17と、出力基準電位設定部19と、制御部21と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the temperature detection device 1 of the present embodiment includes a
信号入力部11は、熱電対3の正極端子S+に接続される第1入力部31と、熱電対3の負極端子S−に接続される第2入力部33と、を備えている。第1入力部31は、制御部21のAD入力端子ADC(アナログーデジタル変換入力端子ADC)に電気的に接続されている。
The
信号増幅部13は、いわゆる計装アンプ(インスツルメンテーションアンプ)で構成されており、入力側が信号入力部11を介して熱電対3に電気的に接続されるとともに、出力側が制御部21のAD入力端子ADCに電気的に接続されている。信号増幅部13は、第1入力部31に接続される入力側第1オペアンプ35と、第2入力部33に接続される入力側第2オペアンプ37と、制御部21のAD入力端子ADCに接続される出力側オペアンプ39と、各オペアンプに接続される複数の抵抗素子R1,R2,R3,R4,R5,R6と、を備える。
The
信号増幅部13の出力電位Voは、第1入力部31の電位をVi1、第2入力部33の電位をVi2とした場合には、各抵抗素子R1,R2,R3,R4,R5,R6を用いて、[数1]に示す数式で表される。
The output potential Vo of the
なお、計装アンプは、微弱な電気信号を増幅するために設計されたアンプであり、コモンモード信号除去比(CMRR)が大きいという特長を有する。
つまり、信号増幅部13は、信号入力部11の第1入力部31と第2入力部33との間に生じる電位差(換言すれば、熱電対3の両端電圧(=Vi1−Vi2))を増幅して、増幅後の信号(Vo)を温度検知信号Stとして制御部21に対して出力する。
The instrumentation amplifier is an amplifier designed to amplify a weak electric signal, and has a feature that the common mode signal rejection ratio (CMRR) is large.
In other words, the
入力基準電位設定部15は、駆動電圧Vref(例えば、5[V])を抵抗分圧して入力基準電位Vcm(例えば、2[V])を生成するための2つの分圧用抵抗素子Ra,Rbと、入力基準電位Vcmが非反転入力端子(+)に入力されるオペアンプ41と、オペアンプ41の反転入力端子(−)と第1入力部31との間に接続される抵抗素子Rcと、オペアンプ41の出力端子と第1入力部31との間に接続される抵抗素子Rdと、を備える。
The input reference
オペアンプ41は、第1入力部31の電位Vi1と入力基準電位Vcmとの比較結果に応じた電位(入力側設定電位Vcs)を出力端子から出力する。これにより、オペアンプ41は、第1入力部31の電位Vi1を入力基準電位Vcmに近づけるように、入力側設定電位Vcsを出力端子から出力する。
The
このようにして、入力基準電位設定部15は、第1入力部31の電位Vi1をグランド49の電位(グランド電位Vg)よりも高い電位(具体的には、入力基準電位Vcm)に設定する。
In this way, the input reference
なお、熱電対3の起電力は微弱であるため、熱電対3におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常が生じた際には、第1入力部31および第2入力部33の各電位Vi1,Vi2は、グランド電位Vgまたは電源正極電位と略等しい値となり、入力基準電位設定部15によって第1入力部31の電位Vi1を入力基準電位Vcmに設定することが難しくなる。つまり、熱電対3におけるグランド電位短絡異常または他電位短絡異常(電源正極電位への短絡など)が生じた際には、第1入力部31の電位Vi1は、短絡先の電位の影響を受けるため、入力基準電位Vcmとは異なる値を示す。
In addition, since the electromotive force of the
グランド電位切替部17は、エミッタがグランド49に接続されるトランジスタ43を備えている。なお、トランジスタ43は、コレクタが抵抗素子Rhを介して第2入力部33に接続され、エミッタとベースが抵抗素子Riを介して接続され、ベースが抵抗素子Rjを介して制御部21の信号出力端子(Out-put Port)に接続されている。
The ground
なお、第2入力部33は抵抗素子Reを介してオペアンプ41の出力端子と接続されており、トランジスタ43がON状態(通電状態)となる場合には、オペアンプ41の出力端子から抵抗素子Re,抵抗素子Rh,トランジスタ43,グランド49の順に電流が流れる。また、オペアンプ41の出力端子から抵抗素子Rd,熱電対3,抵抗素子Rh,トランジスタ43,グランド49の順にも電流が流れる。
The
このグランド電位切替部17は、制御部21からの駆動制御信号Sgに応じてトランジスタ43がON状態(通電状態)またはOFF状態(遮断状態)に切り替わるよう構成されている。
The ground
グランド電位切替部17は、トランジスタ43がON状態になることで、第2入力部33とグランド49とを電気的に接続して(通電状態)、第2入力部33をグランド49へ電気的に接続する。
When the
また、グランド電位切替部17は、トランジスタ43がOFF状態になることで、第2入力部33とグランド49とを電気的に絶縁して(遮断状態)、第2入力部33の電位Vi2が任意の電位をとりうるようにする。つまり、トランジスタ43がOFF状態になると、第2入力部33の電位Vi2は、グランド電位切替部17によって強制的に特定の電位に設定されるのではなく、第1入力部31の電位Vi1および熱電対3の両端電圧に基づき定まる電位となる。
Further, the ground
つまり、グランド電位切替部17は、制御部21からの駆動制御信号Sgに応じて、第2入力部33とグランド49との電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替える。換言すれば、グランド電位切替部17は、制御部21からの駆動制御信号Sgに応じて、信号入力部11のうち第2入力部33の電位Vi2を、グランド電位Vgに設定するか否かを切り替える。
That is, the ground
出力基準電位設定部19は、駆動電圧Vrefを抵抗分圧して出力基準電位Vco(例えば、2[V])を生成するための2つの分圧用抵抗素子Rk,Rmと、出力基準電位Vcoが非反転入力端子(+)に入力されるオペアンプ45と、オペアンプ45の反転入力端子(−)と出力端子との間に接続される抵抗素子Rnと、を備えている。オペアンプ45の出力端子は、信号増幅部13の出力側オペアンプ39の非反転入力端子(+)に抵抗素子R2を介して接続されるとともに、制御部21のAD入力端子ADCに接続されている。
The output reference
オペアンプ45は、信号増幅部13の端子47(信号増幅部13のうち出力基準電位設定部19に接続される端子47)の電位を出力基準電位Vcoに近づけるように、出力側設定電位Vcrを出力端子から出力する。
The
このようにして、出力基準電位設定部19は、信号増幅部13における出力側オペアンプ39の動作基準電位をグランド49の電位(グランド電位Vg)よりも高い電位(具体的には、出力基準電位Vco)に設定する。
In this way, the output reference
制御部21は、いわゆるマイクロコンピュータで構成されており、詳細は図示しないが、公知の構成を有し、演算を行うマイクロプロセッサ、プログラムやデータを一時記憶するRAM、プログラムやデータを保持するROM、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路などを含んで構成されている。なお、A/D変換回路は、AD入力端子ADCから入力されるアナログ信号を、マイクロプロセッサなどで使用可能なデジタル信号に変換する。
The
制御部21は、信号増幅部13から出力される温度検知信号Stと、入力基準電位設定部15から出力される入力側設定電位Vcsと、出力基準電位設定部19から出力される出力側設定電位Vcrと、をAD入力端子ADCで受信する。また、制御部21は、グランド電位切替部17に対して駆動制御信号Sgを出力する信号出力端子(Out-put Port)を備えている。
The
[1−2.制御部21での制御処理]
ここで、制御部21において実行される制御処理について、図2に示すフローチャートを用いて説明する。
[1-2. Control processing in control unit 21]
Here, the control process executed in the
なお、制御処理は、温度検知装置1が起動されるとともに処理が開始され、温度検知装置1が停止するまで処理が継続される。
制御処理が起動されると、まず、S110(Sはステップを表す)では、RAM動作の初期化などを含む初期設定処理を行う。
Note that the control process is started when the temperature detection apparatus 1 is activated and continues until the temperature detection apparatus 1 is stopped.
When the control process is started, first, in S110 (S represents a step), an initial setting process including initialization of a RAM operation and the like is performed.
なお、S110での初期設定処理には、別途並行して実行される時間カウンタ更新処理を起動する処理や各種パラメータの値を初期値に設定する処理などが含まれる。時間カウンタ更新処理は、後述するS150やS190での判定処理に用いる時間カウンタを経過時間に応じて更新する処理である。 The initial setting process in S110 includes a process for starting a time counter update process that is separately executed in parallel, a process for setting various parameter values to initial values, and the like. The time counter update process is a process of updating a time counter used for determination processing in S150 and S190 described later according to the elapsed time.
次のS120では、駆動制御信号Sgをローレベルに設定し、グランド電位切替部17のトランジスタ43をOFF状態(遮断状態)に制御する。
トランジスタ43がOFF状態になると、第2入力部33とグランド49とが電気的に絶縁された状態(遮断状態)となり、第2入力部33の電位Vi2は、グランド電位切替部17によって強制的に特定の電位に設定されるのではなく、第1入力部31の電位Vi1および熱電対3の両端電圧に基づき定まる電位となる。
In the next S120, the drive control signal Sg is set to a low level, and the
When the
次のS130では、温度検知信号Stに基づいて熱電対3の感温部における温度を検知する温度検知処理を行う。
具体的には、温度検知信号Stから熱電対3の両端電圧を検出し、熱電対3の両端電圧と温度との相関関係を示すマップあるいは計算式などを用いて、検出した両端電圧に対応する温度を演算する処理を行う。
In the next S130, a temperature detection process for detecting the temperature in the temperature sensing part of the
Specifically, the voltage across the
次のS140では、熱電対3におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常の有無を判定する短絡異常判定処理を行う。
まず、電源正極電位短絡異常判定に関しては、入力側設定電位Vcsを予め定められた正極電位短絡異常判定値Th1と比較し、その比較結果に基づいて熱電対3における電源正極電位短絡異常の有無を判定する(後述する図3参照)。このとき、入力側設定電位Vcsが正極電位短絡異常判定値Th1よりも小さい場合には「正極電位短絡異常有り」と判定し、入力側設定電位Vcsが正極電位短絡異常判定値Th1と同等あるいは大きい場合には「正極電位短絡異常無し」と判定する。
In the next S140, a short circuit abnormality determination process is performed to determine whether or not there is a ground potential short circuit abnormality or a power supply positive electrode potential short circuit abnormality in the
First, regarding the power supply positive electrode potential short-circuit abnormality determination, the input side set potential Vcs is compared with a predetermined positive electrode potential short-circuit abnormality determination value Th1, and the presence or absence of the power supply positive electrode potential short-circuit abnormality in the
また、グランド電位短絡異常判定に関しては、入力側設定電位Vcsを予め定められたグランド電位短絡異常判定値Th2と比較し、その比較結果に基づいて熱電対3におけるグランド電位短絡異常の有無を判定する(後述する図3参照)。このとき、入力側設定電位Vcsがグランド電位短絡異常判定値Th2よりも大きい場合には「グランド電位短絡異常有り」と判定し、入力側設定電位Vcsがグランド電位短絡異常判定値Th2と同等あるいは小さい場合には「グランド電位短絡異常無し」と判定する。
Further, regarding the ground potential short circuit abnormality determination, the input side set potential Vcs is compared with a predetermined ground potential short circuit abnormality determination value Th2, and the presence or absence of the ground potential short circuit abnormality in the
なお、入力側設定電位Vcsは、第1入力部31の電位Vi1と入力基準電位Vcmとの比較結果に応じて変動する。このため、S140では、第1入力部31の電位Vi1と入力基準電位Vcmとを比較し、その比較結果に基づいて熱電対3におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常の有無を判定している。
The input side set potential Vcs varies according to the comparison result between the potential Vi1 of the
次のS150では、時間カウンタの数値に基づいて温度検知期間が経過したか否かを判定しており、肯定判定する場合にはS160に移行し、否定判定する場合には再びS130に移行し、S130〜S150の各ステップを繰り返し実行することでS150で肯定判定されるまで待機する。 In the next S150, it is determined whether or not the temperature detection period has elapsed based on the value of the time counter. If the determination is affirmative, the process proceeds to S160. If the determination is negative, the process proceeds to S130 again. It waits until it affirmation determinates by S150 by repeatedly performing each step of S130-S150.
S150で肯定判定されてS160に移行すると、S160では、駆動制御信号Sgをハイレベルに設定し、グランド電位切替部17のトランジスタ43をON状態(通電状態)に制御する。トランジスタ43がON状態になると、第2入力部33とグランド49とが電気的に接続されて(通電状態)、第2入力部33がグランド49へ電気的に接続される。
When an affirmative determination is made in S150 and the process proceeds to S160, in S160, the drive control signal Sg is set to a high level, and the
次のS170では、S140と同様に、熱電対3におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常の有無を判定する短絡異常判定処理を行う。これらの処理内容については上述の通りであり、ここでは省略する。
In the next S170, as in S140, a short circuit abnormality determination process is performed to determine whether there is a ground potential short circuit abnormality or a power supply positive electrode potential short circuit abnormality in the
次のS180では、温度検知信号Stに基づいて熱電対3における断線異常の有無を判定する断線異常判定処理を行う。
断線異常の有無については、温度検知信号Stを予め定められた断線異常判定値Th3と比較し、その比較結果に基づいて熱電対3における断線異常の有無を判定する(後述する図4参照)。このとき、温度検知信号Stが断線異常判定値Th3よりも大きい場合には「断線異常有り」と判定し、温度検知信号Stが断線異常判定値Th3と同等あるいは小さい場合には「断線異常無し」と判定する。
In the next S180, a disconnection abnormality determination process for determining whether there is a disconnection abnormality in the
About the presence or absence of a disconnection abnormality, the temperature detection signal St is compared with a predetermined disconnection abnormality determination value Th3, and the presence or absence of a disconnection abnormality in the
次のS190では、時間カウンタの数値に基づいて断線異常判定期間が経過したか否かを判定しており、肯定判定する場合には再びS170に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで肯定判定されるまで待機する。 In the next S190, it is determined whether or not the disconnection abnormality determination period has passed based on the value of the time counter. If an affirmative determination is made, the process proceeds to S170 again, and if a negative determination is made, the same step is repeated. Wait until affirmative determination is made by execution.
S190で肯定判定されてS200に移行すると、S200では、時間カウンタをリセットする処理を実行する。これにより、時間カウンタの値は初期値(ゼロ)にリセットされ、時間カウンタ更新処理による時間カウンタのカウント処理が継続される。 When an affirmative determination is made in S190 and the process proceeds to S200, a process of resetting the time counter is executed in S200. Thereby, the value of the time counter is reset to the initial value (zero), and the time counter counting process by the time counter updating process is continued.
S200の処理が終了すると、再びS120に移行する。
上述のようにS120からS200までの処理が繰り返し実行されることで、温度検知期間と断線異常判定期間とが交互に繰り返される。
When the process of S200 ends, the process proceeds to S120 again.
As described above, the processing from S120 to S200 is repeatedly executed, so that the temperature detection period and the disconnection abnormality determination period are alternately repeated.
このように、温度検知装置1は、S120からS200までの処理を繰り返し実行することで、熱電対3を用いた温度検知と、熱電対3の断線異常判定と、を交互に実行する。
[1−3.温度検知装置1の各部の状態を示すタイミングチャート]
ここで、熱電対3の電源正極電位短絡異常およびグランド電位短絡異常が発生したときの温度検知装置1の各部の状態を示すタイミングチャートを図3に示す。
As described above, the temperature detection apparatus 1 repeatedly executes the processing from S120 to S200, thereby alternately performing temperature detection using the
[1-3. Timing chart showing the state of each part of temperature detector 1]
Here, FIG. 3 shows a timing chart showing the state of each part of the temperature detection device 1 when the power supply positive potential short circuit abnormality and the ground potential short circuit abnormality of the
図3では、期間T1,T3,T5が温度検知期間であり、期間T2,T4が断線異常判定期間である。また、図3においては、「電源正極電位短絡異常」の矢印で示す時点で熱電対3が電源正極電位に接触する異常が発生し、「グランド電位短絡異常」の矢印で示す時点で熱電対3がグランド49に接触する異常が発生した場合の各部の状態を表している。
In FIG. 3, periods T1, T3, and T5 are temperature detection periods, and periods T2 and T4 are disconnection abnormality determination periods. In FIG. 3, an abnormality occurs in which the
図3に示すように期間T1の途中で「電源正極電位短絡異常」が発生すると、第1入力部31の電位Vi1が「電源正極電位」まで上昇し、オペアンプ41の出力端子の電位(入力側設定電位Vcs)が低下して、正極電位短絡異常判定値Th1を下回る。このとき、上述したS140での判定処理により、「正極電位短絡異常有り」と判定される。
As shown in FIG. 3, when the “power supply positive potential short circuit abnormality” occurs during the period T1, the potential Vi1 of the
また、図3に示すように期間T3の途中で「グランド電位短絡異常」が発生すると、第1入力部31の電位Vi1が「グランド電位Vg」まで低下し、オペアンプ41の出力端子の電位(入力側設定電位Vcs)が上昇して、グランド電位短絡異常判定値Th2を上回る。このとき、上述したS140での判定処理により、「グランド電位短絡異常有り」と判定される。
Further, as shown in FIG. 3, when the “ground potential short-circuit abnormality” occurs during the period T3, the potential Vi1 of the
次に、熱電対の断線異常が発生したときの温度検知装置1の各部の状態を示すタイミングチャートを図4に示す。
図4では、期間T1,T3,T5が温度検知期間であり、期間T2,T4が断線異常判定期間である。また、図4は、「熱電対断線」の矢印で示す時点で、熱電対3の断線異常が発生した場合のタイミングチャートである。
Next, FIG. 4 shows a timing chart showing the state of each part of the temperature detection device 1 when a disconnection abnormality of the thermocouple occurs.
In FIG. 4, periods T1, T3, and T5 are temperature detection periods, and periods T2 and T4 are disconnection abnormality determination periods. FIG. 4 is a timing chart when a disconnection abnormality of the
図4での期間T1〜期間T2のように「断線異常」が発生していない場合、断線異常判定期間(期間T2)となっても、温度検知信号Stは断線異常判定値Th3よりも小さい値を示すため、S180では「断線異常無し」と判定する。 When the “disconnection abnormality” does not occur as in the period T1 to the period T2 in FIG. 4, the temperature detection signal St is a value smaller than the disconnection abnormality determination value Th3 even in the disconnection abnormality determination period (period T2). In S180, it is determined that “no disconnection abnormality”.
他方、図4における期間T3の途中で「断線異常」が発生した場合、断線異常判定期間(期間T4)になると、温度検知信号Stは断線異常判定値Th3よりも大きい値を示すため、S180では「断線異常有り」と判定する。 On the other hand, when the “disconnection abnormality” occurs in the middle of the period T3 in FIG. 4, the temperature detection signal St indicates a value larger than the disconnection abnormality determination value Th3 in the disconnection abnormality determination period (period T4). It is determined that there is a disconnection abnormality.
[1−4.効果]
以上説明したように、本実施形態の温度検知装置1においては、入力基準電位設定部15が第1入力部31の電位Vi1を入力基準電位Vcmに設定することで、信号増幅部13における「熱電対3の両端電圧の基準電位」(第1入力部31の電位Vi1)がグランド電位Vgよりも高い電位(入力基準電位Vcm)となる。
[1-4. effect]
As described above, in the temperature detection device 1 of the present embodiment, the input reference
これにより、熱電対3の両端電圧が負温度に対応する電圧となる場合でも、信号増幅部13に入力される「熱電対3の2つの出力端(正極端子S+、負極端子S−)」の各電位(換言すれば、第1入力部31,第2入力部33の各電位Vi1,Vi2)がそれぞれグランド電位Vg以上となる範囲においては、信号増幅部13は、熱電対3の両端電圧を増幅できる。つまり、入力基準電位設定部15を備えることで、単一電源構成であっても、熱電対3の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知が可能となる。
As a result, even when the voltage across the
また、グランド電位切替部17を備えることで、第2入力部33とグランド49との電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えることができる。このため、熱電対3における断線異常の有無を判定する場合には、グランド電位切替部17により第2入力部33とグランド49とを通電状態に設定し、断線異常の有無を判定しない場合(換言すれば、温度検知する場合)には、グランド電位切替部17により第2入力部とグランド49とを遮断状態に設定する、という構成が可能となる。
In addition, by providing the ground
このため、断線異常の有無を判定するための断線異常判定値Th3を予め定めておき、グランド電位切替部17により第2入力部33とグランド49とが通電状態に設定された状態で、温度検知信号Stと断線異常判定値Th3とを比較することで、断線異常の有無を判定できる。したがって、S180を実行する制御部21は、グランド電位切替部17により第2入力部33とグランド49とが通電状態に設定された状態で、温度検知信号Stと断線異常判定値Th3と比較することで、その比較結果に基づいて熱電対3における断線異常の有無を判定することができる。
Therefore, a disconnection abnormality determination value Th3 for determining whether or not there is a disconnection abnormality is determined in advance, and the temperature detection is performed in a state where the
上述のように、熱電対3におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常が生じた際には、第1入力部31の電位Vi1は、短絡先の電位の影響を受けるため、入力基準電位Vcmとは異なる値を示す。そのため、第1入力部31の電位Vi1と入力基準電位Vcmとの比較結果に応じた電位となる入力側設定電位Vcsに基づいて、熱電対3におけるグランド電位短絡異常及び電源正極電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定できる。
As described above, when the ground potential short-circuit abnormality or the power supply positive electrode potential short-circuit abnormality occurs in the
そして、本実施形態では、S140またはS170を実行する制御部21が、入力側設定電位Vcsと正極電位短絡異常判定値Th1との比較結果に基づいて熱電対3における電源正極電位短絡異常の有無を判定する。また、S140またはS170を実行する制御部21は、入力側設定電位Vcsとグランド電位短絡異常判定値Th2との比較結果に基づいて熱電対3におけるグランド電位短絡異常の有無を判定する。
In this embodiment, the
よって、本実施形態の温度検知装置1によれば、熱電対3の断線異常のみならず熱電対3のグランド電位短絡異常を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対3の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる。
Therefore, according to the temperature detection device 1 of the present embodiment, not only the disconnection abnormality of the
次に、温度検知装置1においては、信号増幅部13は、信号入力部11に接続される入力側から温度検知信号Stを出力する出力側にかけて複数のオペアンプ(入力側第1オペアンプ35,入力側第2オペアンプ37,出力側オペアンプ39)を備えている。また、温度検知装置1は、複数のオペアンプのうち出力側に備えられる出力側オペアンプ39の動作基準電位を、グランド電位Vgよりも高い電位の出力基準電位Vcoに設定する出力基準電位設定部19を備える。これにより、信号増幅部13のうち出力側に備えられる出力側オペアンプ39が出力可能な電圧範囲は、グランド電位Vgではなく出力基準電位Vcoに基づき定められる。
Next, in the temperature detection device 1, the
つまり、出力基準電位設定部19を備えることで、信号増幅部13が出力可能な電圧範囲は、グランド電位Vgに基づき設定される固定範囲ではなく、出力基準電位Vcoに基づき設定される範囲となる。このため、単一電源構成であっても、出力基準電位Vcoを任意に選択することで、信号増幅部13が出力可能な電圧範囲を任意に設定することが可能となる。
That is, by providing the output reference
よって、本実施形態の温度検知装置1によれば、信号増幅部13が出力可能な電圧範囲を任意に設定できるため、用途に応じて出力可能な温度検知信号Stの範囲を任意に設定することができ、幅広い用途に利用可能な温度検知装置を実現できる。
Therefore, according to the temperature detection device 1 of the present embodiment, the voltage range that can be output by the
また、温度検知装置1においては、制御部21によって駆動制御されるグランド電位切替部17は、断線判定期間(図3,4での期間T2,T4)においては第2入力部33とグランド49とを通電状態に設定し、温度検知期間(図3,4での期間T1,T3,T5)においては第2入力部33とグランド49とを遮断状態に設定する。なお、断線判定期間は、制御処理においてS120〜S150までの処理が実行される期間に対応しており、温度検知期間は、制御処理においてS160〜S190までの処理が実行される期間に対応している。
In the temperature detection device 1, the ground
このように、断線判定期間においては、グランド電位切替部17が第2入力部33とグランド49とを通電状態に設定することで、S180を実行する制御部21による断線異常の有無の判定が可能となる。また、温度検知期間においては、第2入力部33とグランド49とを遮断状態に設定することで、S130を実行する制御部21による温度検知が可能となり、このとき第2入力部33とグランド49とが通電状態になることに起因して温度検知精度が低下するのを抑制できる。
Thus, in the disconnection determination period, the ground
つまり、この温度検知装置1では、温度検知期間と断線判定期間とを明確に区別することで、温度検知期間にグランド電位切替部17の影響によって温度検知信号が変動する可能性を低減できる。
That is, in this temperature detection device 1, by clearly distinguishing the temperature detection period and the disconnection determination period, the possibility that the temperature detection signal fluctuates due to the influence of the ground
よって、本実施形態の温度検知装置1によれば、温度検知精度が低下する可能性を低減しつつ、熱電対3の断線判定を行うことができる。
また、温度検知装置1においては、信号増幅部13は計装アンプを備えて構成されている。計装アンプは同相除去比が高いという特徴を有することから、温度検知装置1は、熱電対3から出力される微小な電圧を検出するにあたりノイズの影響を低減することができる。
Therefore, according to the temperature detection device 1 of the present embodiment, it is possible to determine the disconnection of the
Moreover, in the temperature detection apparatus 1, the
また、温度検知装置1での異常検知方法に関しては、制御部21においてS160を実行して、第2入力部33とグランド49とが通電状態に設定された状態で、制御部21においてS180を実行して、温度検知信号Stと断線異常判定値Th3とを比較することで、熱電対3における断線異常の有無を判定する、という方法を採用している。
As for the abnormality detection method in the temperature detection device 1, the
これにより、第2入力部33とグランド49とが通電状態に設定された状態で、温度検知信号Stと断線異常判定値Th3との比較結果に基づいて熱電対3における断線異常の有無を判定することができる。
Thereby, in the state which the
また、温度検知装置1での異常検知方法に関しては、制御部21においてS140またはS170を実行することで、入力側設定電位Vcsと正極電位短絡異常判定値Th1との比較結果に基づいて熱電対3における電源正極電位短絡異常の有無を判定し、入力側設定電位Vcsとグランド電位短絡異常判定値Th2との比較結果に基づいて熱電対3におけるグランド電位短絡異常の有無を判定する。より具体的には、第1入力部31の電位Vi1と入力基準電位Vcmとを比較し、その比較結果に基づいて熱電対3におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常の有無を判定している。
Further, regarding the abnormality detection method in the temperature detection device 1, the
このように、制御部21においてS140またはS170を実行することで、第1入力部31の電位Vi1と入力基準電位Vcmとの比較結果に基づいて熱電対3におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定できる。
Thus, by executing S140 or S170 in the
[1−5.特許請求の範囲との対応関係]
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。
S180を実行する制御部21が断線異常判定部の一例に相当し、S140またはS170を実行する制御部21が短絡異常判定部の一例に相当する。
[1-5. Correspondence with Claims]
Here, the correspondence of the words in the claims and the present embodiment will be described.
The
制御部21が実行するS160がグランド電位設定ステップの一例に相当し、制御部21が実行するS180が断線異常判定ステップの一例に相当し、制御部21が実行するS140またはS170が短絡異常判定ステップの一例に相当する。
S160 executed by the
[2.第2実施形態]
上記実施形態(以下、第1実施形態ともいう)では、熱電対の両端電圧を増幅する信号増幅部として計装アンプを有する信号増幅部13を備える構成について説明したが、信号増幅部13に代えて、コンデンサおよびスイッチを有する信号増幅部を用いてもよい。
[2. Second Embodiment]
In the above embodiment (hereinafter also referred to as the first embodiment), the configuration including the
そこで、第2実施形態として、コンデンサおよびスイッチを有する第2信号増幅部51を備える第2温度検知装置5について説明する。
なお、以下の説明では、第2実施形態の構成のうち第1実施形態と同様の構成については、第1実施形態と同一を付して説明を省略し、第2実施形態の構成のうち第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
Therefore, as a second embodiment, a second temperature detection device 5 including a second
In the following description, the same configurations as those of the first embodiment among the configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment and the description thereof is omitted, and the configurations of the second embodiment are omitted. A description will be given centering on differences from the first embodiment.
図5に、第2信号増幅部51を備える第2温度検知装置5の構成図を示す。
第2信号増幅部51は、入力側が信号入力部11を介して熱電対3に電気的に接続されるとともに、出力側が制御部21のAD入力端子ADCに電気的に接続されている。
In FIG. 5, the block diagram of the 2nd temperature detection apparatus 5 provided with the 2nd
The second
第2信号増幅部51は、第1入力部31および第2入力部33に接続される第1コンデンサC1と、第2スイッチS2を介して第1コンデンサC1に接続される第2コンデンサC2と、制御部21のAD入力端子ADCに接続される出力側オペアンプ39と、抵抗素子R7,R8,R9,R10と、2つの第1スイッチS1と、2つの第2スイッチS2と、を備えている。
The second
このうち、第1コンデンサC1は、抵抗素子R7および第1スイッチS1を介して第1入力部31に接続されるとともに、抵抗素子R8および第1スイッチS1を介して第2入力部33に接続される。
Among these, the first capacitor C1 is connected to the
この第2信号増幅部51では、2つの第1スイッチS1がON状態(閉状態)になり、かつ、2つの第2スイッチS2がOFF状態(開状態)になることで、熱電対3から第1コンデンサC1に電荷が移動する。その後、2つの第1スイッチS1がOFF状態(開状態)になると、第1コンデンサC1の両端電圧は熱電対3の両端電圧(=Vi1−Vi2)に応じた値となる。
In the second
このあと、2つの第1スイッチS1がOFF状態(開状態)になり、かつ、2つの第2スイッチS2がON状態(閉状態)になることで、第1コンデンサC1から第2コンデンサに電荷が移動する。その後、2つの第2スイッチS2がOFF状態(開状態)になると、第2コンデンサC2の両端電圧は第1コンデンサC1の両端電圧に応じた値となる。 Thereafter, the two first switches S1 are turned off (open state), and the two second switches S2 are turned on (closed state), so that charge is transferred from the first capacitor C1 to the second capacitor. Moving. Thereafter, when the two second switches S2 are turned off (opened), the voltage across the second capacitor C2 becomes a value corresponding to the voltage across the first capacitor C1.
このようにして、第1スイッチS1および第2スイッチS2の開閉動作が繰り返されることで、第2コンデンサC2の両端電圧は、熱電対3の両端電圧の変化に応じて変動する。そして、2つの第2スイッチS2のOFF状態(開状態)が継続される間は、第2コンデンサC2の両端電圧が一定値に維持され、出力側オペアンプ39は、第2コンデンサC2の両端電圧に応じた温度検知信号Stを出力する。
Thus, the opening / closing operation of the first switch S1 and the second switch S2 is repeated, so that the voltage across the second capacitor C2 varies according to the change in the voltage across the
つまり、第2信号増幅部51は、信号入力部11の第1入力部31と第2入力部33との間に生じる電位差(換言すれば、熱電対3の両端電圧(=Vi1−Vi2))を増幅して、増幅後の信号(Vo)を温度検知信号Stとして制御部21に対して出力する。
That is, the second
なお、第1スイッチS1および第2スイッチS2の開閉動作は、図示しない制御装置によって制御される。
このような第2信号増幅部51を備える第2温度検知装置5は、第1実施形態の温度検知装置1と同様に、熱電対3の断線異常のみならず熱電対3のグランド電位短絡異常を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対3の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる。
The opening / closing operation of the first switch S1 and the second switch S2 is controlled by a control device (not shown).
Similar to the temperature detection device 1 of the first embodiment, the second temperature detection device 5 including the second
また、第2実施形態の第2温度検知装置5は、第1実施形態の温度検知装置1と同様に、出力基準電位設定部19を備えることで、第2信号増幅部51が出力可能な電圧範囲は、グランド電位Vgに基づき設定される固定範囲ではなく、出力基準電位Vcoに基づき設定される範囲となる。
In addition, the second temperature detection device 5 of the second embodiment includes the output reference
よって、第2実施形態の第2温度検知装置5によれば、第1実施形態の温度検知装置1と同様に、第2信号増幅部51が出力可能な電圧範囲を任意に設定できるため、用途に応じて出力可能な温度検知信号Stの範囲を任意に設定することができ、幅広い用途に利用可能な温度検知装置を実現できる。
Therefore, according to the second temperature detection device 5 of the second embodiment, the voltage range that can be output by the second
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明すると、第2信号増幅部51が信号増幅部の一例に相当する。
[3.第3実施形態]
第1実施形態では、熱電対の両端電圧を増幅する信号増幅部として計装アンプを有する信号増幅部13を備える構成について説明したが、信号増幅部13に代えて、1つのオペアンプを有する信号増幅部を用いてもよい。
Here, the correspondence relationship between the words in the claims and the present embodiment will be described. The second
[3. Third Embodiment]
In the first embodiment, the configuration including the
そこで、第3実施形態として、1つのオペアンプを有する第3信号増幅部53を備える第3温度検知装置7について説明する。
なお、以下の説明では、第3実施形態の構成のうち第1実施形態と同様の構成については、第1実施形態と同一を付して説明を省略し、第3実施形態の構成のうち第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
Therefore, as a third embodiment, a third
In the following description, the same configurations as those of the first embodiment among the configurations of the third embodiment are the same as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted, and the configurations of the third embodiment are omitted. A description will be given centering on differences from the first embodiment.
図6に、第3信号増幅部53を備える第3温度検知装置7の構成図を示す。
第3信号増幅部53は、入力側が信号入力部11を介して熱電対3に電気的に接続されるとともに出力側が制御部21のAD入力端子ADCに接続される出力側オペアンプ39と、複数の抵抗素子R11,R12,R13と、を備える。
In FIG. 6, the block diagram of the 3rd
The third
出力側オペアンプ39の非反転入力端子(+)は、抵抗素子R11を介して信号入力部11の第1入力部31に接続され、出力側オペアンプ39の反転入力端子(−)は、抵抗素子R12を介して信号入力部11の第2入力部33に接続される。また、抵抗素子R13は、出力側オペアンプ39の反転入力端子(−)と出力端子との間に接続されている。
The non-inverting input terminal (+) of the output side
このような構成の第3信号増幅部53は、信号入力部11の第1入力部31と第2入力部33との間に生じる電位差(換言すれば、熱電対3の両端電圧(=Vi1−Vi2))を増幅して、増幅後の信号(Vo)を温度検知信号Stとして制御部21に対して出力する。
The third
このような第3信号増幅部53を備える第3温度検知装置7は、第1実施形態の温度検知装置1と同様に、熱電対3の断線異常のみならず熱電対3のグランド電位短絡異常を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対3の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる。
The third
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明すると、第3信号増幅部53が信号増幅部の一例に相当する。
[4.第4実施形態]
第1実施形態では、トランジスタを有するグランド電位切替部17を備える温度検知装置1について説明したが、第2入力部33とグランド49との電気的な接続状態を切り替えるグランド電位切替部としては、機械式スイッチを用いても良い。
Here, a description will be given of the correspondence relationship between the claims and the present embodiment. The third
[4. Fourth Embodiment]
In the first embodiment, the temperature detection device 1 including the ground
そこで、第4実施形態として、機械式スイッチで構成された機械式グランド電位切替部を備える第4温度検知装置9について説明する。
なお、以下の説明では、第4実施形態の構成のうち第1実施形態と同様の構成については、第1実施形態と同一を付して説明を省略し、第4実施形態の構成のうち第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
Therefore, as a fourth embodiment, a fourth
In the following description, the same configurations as those of the first embodiment among the configurations of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted, and the configurations of the fourth embodiment are omitted. A description will be given centering on differences from the first embodiment.
図7に、機械式スイッチで構成された機械式グランド電位切替部55を備える第4温度検知装置9の構成図を示す。
機械式グランド電位切替部55は、第2入力部33とグランド49との間に接続される機械式スイッチであり、制御部21からの駆動制御信号Sgに応じて開状態(遮断状態)または閉状態(通電状態)のいずれかに切り替わる。
In FIG. 7, the block diagram of the 4th
The mechanical ground
つまり、機械式グランド電位切替部55は、制御部21からの駆動制御信号Sgに応じて、第2入力部33とグランド49(グランド電位Vg)との電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替える。換言すれば、機械式グランド電位切替部55は、制御部21からの駆動制御信号Sgに応じて、信号入力部11のうち第2入力部33の電位Vi2を、グランド電位Vgに設定するか否かを切り替える。
That is, the mechanical ground
このような機械式グランド電位切替部55を備える第3温度検知装置7は、第1実施形態の温度検知装置1と同様に、熱電対3の断線異常のみならず熱電対3のグランド電位短絡異常を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対3の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる。
The third
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明すると、機械式グランド電位切替部55がグランド電位切替部の一例に相当する。
[5.他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
Here, the correspondence relationship between the words in the claims and the present embodiment will be described. The mechanical ground
[5. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects.
例えば、駆動電圧Vrefは、5[V]に限られることはなく、任意の数値を採ることが出来る。また、入力基準電位Vcmや出力基準電位Vcoの数値は、2[V]に限られることはなく、温度検知の用途や環境などの各種条件に応じて適切な数値を設定することで、温度検知精度を向上できる。 For example, the drive voltage Vref is not limited to 5 [V] and can take any numerical value. Further, the numerical values of the input reference potential Vcm and the output reference potential Vco are not limited to 2 [V], and temperature detection is performed by setting appropriate numerical values according to various conditions such as the temperature detection application and environment. Accuracy can be improved.
1…温度検知装置、3…熱電対、5…第2温度検知装置、7…第3温度検知装置、9…第4温度検知装置、11…信号入力部、13…信号増幅部、15…入力基準電位設定部、17…グランド電位切替部、19…出力基準電位設定部、21…制御部、31…第1入力部、33…第2入力部、39…出力側オペアンプ、49…グランド、51…第2信号増幅部、53…第3信号増幅部、55…機械式グランド電位切替部、Sg…駆動制御信号、St…温度検知信号、Th1…正極電位短絡異常判定値、Th2…グランド電位短絡異常判定値、Th3…断線異常判定値、Vcm…入力基準電位、Vco…出力基準電位、Vcr…出力側設定電位、Vcs…入力側設定電位、Vg…グランド電位。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Temperature detection apparatus, 3 ... Thermocouple, 5 ... 2nd temperature detection apparatus, 7 ... 3rd temperature detection apparatus, 9 ... 4th temperature detection apparatus, 11 ... Signal input part, 13 ... Signal amplification part, 15 ... Input Reference potential setting unit, 17 ... ground potential switching unit, 19 ... output reference potential setting unit, 21 ... control unit, 31 ... first input unit, 33 ... second input unit, 39 ... output side operational amplifier, 49 ... ground, 51 ... 2nd signal amplification part, 53 ... 3rd signal amplification part, 55 ... Mechanical ground potential switching part, Sg ... Drive control signal, St ... Temperature detection signal, Th1 ... Positive electrode potential short circuit abnormality judgment value, Th2 ... Ground potential short circuit Abnormality determination value, Th3: disconnection abnormality determination value, Vcm: input reference potential, Vco: output reference potential, Vcr: output side set potential, Vcs: input side set potential, Vg: ground potential.
Claims (5)
前記熱電対の2つの出力端に電気的に接続される第1入力部および第2入力部を有する信号入力部と、
前記第1入力部および前記第2入力部の間に生じる電位差を増幅して温度検知信号として出力する信号増幅部と、
前記信号入力部のうち前記第1入力部の電位を、グランドのグランド電位よりも高い入力基準電位に設定する入力基準電位設定部と、
前記第2入力部と前記グランドとの電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えるグランド電位切替部と、
前記グランド電位切替部により前記第2入力部と前記グランドとが通電状態に設定された状態で、前記温度検知信号を予め定められた断線異常判定値と比較し、その比較結果に基づいて前記熱電対における断線異常の有無を判定する断線異常判定部と、
前記第1入力部の電位と前記入力基準電位とを比較し、その比較結果に基づいて前記熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定する短絡異常判定部と、
を備える温度検知装置。 A temperature detection device that detects a temperature based on a potential difference between two output ends of a thermocouple,
A signal input unit having a first input unit and a second input unit electrically connected to two output ends of the thermocouple;
A signal amplifying unit that amplifies a potential difference generated between the first input unit and the second input unit and outputs a temperature detection signal;
An input reference potential setting unit for setting the potential of the first input unit among the signal input units to an input reference potential higher than a ground potential of ground;
A ground potential switching unit that switches an electrical connection state between the second input unit and the ground to an energized state or a disconnected state;
The temperature detection signal is compared with a predetermined disconnection abnormality determination value in a state where the second input unit and the ground are set in an energized state by the ground potential switching unit, and the thermoelectric power is based on the comparison result. A disconnection abnormality determination unit for determining the presence or absence of a disconnection abnormality in the pair;
A short circuit abnormality determination unit that compares the potential of the first input unit with the input reference potential, and determines the presence or absence of at least one of a ground potential short circuit abnormality and another potential short circuit abnormality in the thermocouple based on the comparison result;
A temperature sensing device comprising:
前記複数のオペアンプのうち出力側に備えられるオペアンプの動作基準電位を、前記グランド電位よりも高い電位の出力基準電位に設定する出力基準電位設定部を備える、
という請求項1に記載の温度検知装置。 The signal amplification unit includes a plurality of operational amplifiers from an input side connected to the signal input unit to an output side that outputs the temperature detection signal,
An output reference potential setting unit that sets an operation reference potential of an operational amplifier provided on an output side of the plurality of operational amplifiers to an output reference potential higher than the ground potential;
The temperature detection device according to claim 1.
という請求項1または請求項2に記載の温度検知装置。 The ground potential switching unit sets the second input unit and the ground to an energized state during a predetermined disconnection determination period, and the second input unit and the ground during a predetermined temperature detection period. Set the ground and shut-off state,
The temperature detection device according to claim 1 or 2.
という請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の温度検知装置。 The signal amplification unit includes an instrumentation amplifier.
The temperature detection device according to any one of claims 1 to 3.
前記温度検知装置は、
前記熱電対の2つの出力端に電気的に接続される第1入力部および第2入力部を有する信号入力部と、
前記第1入力部および前記第2入力部の間に生じる電位差を増幅して温度検知信号として出力する信号増幅部と、
前記信号入力部のうち前記第1入力部の電位を、グランドのグランド電位よりも高い入力基準電位に設定する入力基準電位設定部と、
前記第2入力部と前記グランドとの電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えるグランド電位切替部と、
を備えており、
前記グランド電位切替部により前記第2入力部と前記グランドとを通電状態に設定するグランド電位設定ステップと、
前記第2入力部と前記グランドとが通電状態に設定された状態で、前記温度検知信号を予め定められた断線異常判定閾値と比較し、その比較結果に基づいて前記熱電対における断線異常の有無を判定する断線異常判定ステップと、
前記第1入力部の電位と前記入力基準電位とを比較し、その比較結果に基づいて前記熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定する短絡異常判定ステップと、
を有する温度検知装置の異常判定方法。 An abnormality determination method for a temperature detection device that detects a temperature based on a potential difference between two output ends of a thermocouple,
The temperature detector is
A signal input unit having a first input unit and a second input unit electrically connected to two output ends of the thermocouple;
A signal amplifying unit that amplifies a potential difference generated between the first input unit and the second input unit and outputs a temperature detection signal;
An input reference potential setting unit for setting the potential of the first input unit among the signal input units to an input reference potential higher than a ground potential of ground;
A ground potential switching unit that switches an electrical connection state between the second input unit and the ground to an energized state or a disconnected state;
With
A ground potential setting step of setting the second input unit and the ground to an energized state by the ground potential switching unit;
In a state where the second input unit and the ground are set in an energized state, the temperature detection signal is compared with a predetermined disconnection abnormality determination threshold value, and based on the comparison result, the presence or absence of disconnection abnormality in the thermocouple Disconnection abnormality determination step for determining
A short circuit abnormality determination step of comparing the potential of the first input unit with the input reference potential, and determining the presence or absence of at least one of a ground potential short circuit abnormality and another potential short circuit abnormality in the thermocouple based on the comparison result;
An abnormality determination method for a temperature detecting device having
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160273976A1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg | Thermo Wire Testing Circuit |
WO2018087915A1 (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | 理化工業株式会社 | Temperature measurement instrument, temperature controller, and short-circuit identification program |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS596299U (en) * | 1982-06-30 | 1984-01-14 | 株式会社島津製作所 | burnout circuit |
JPH02124526U (en) * | 1989-03-23 | 1990-10-15 | ||
JPH0462439A (en) * | 1990-06-29 | 1992-02-27 | Hitachi Ltd | Wire breaking detecting circuit of temperature measuring instrument |
JP2005009924A (en) * | 2003-06-17 | 2005-01-13 | Honda Motor Co Ltd | Device for diagnosing fault in temperature sensor circuit |
JP2010210403A (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Method of diagnosing abnormality, and gas concentration measuring device |
-
2012
- 2012-04-25 JP JP2012100099A patent/JP5728427B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS596299U (en) * | 1982-06-30 | 1984-01-14 | 株式会社島津製作所 | burnout circuit |
JPH02124526U (en) * | 1989-03-23 | 1990-10-15 | ||
JPH0462439A (en) * | 1990-06-29 | 1992-02-27 | Hitachi Ltd | Wire breaking detecting circuit of temperature measuring instrument |
JP2005009924A (en) * | 2003-06-17 | 2005-01-13 | Honda Motor Co Ltd | Device for diagnosing fault in temperature sensor circuit |
JP2010210403A (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Method of diagnosing abnormality, and gas concentration measuring device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160273976A1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg | Thermo Wire Testing Circuit |
US10209143B2 (en) * | 2015-03-18 | 2019-02-19 | Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg | Thermo wire testing circuit |
WO2018087915A1 (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | 理化工業株式会社 | Temperature measurement instrument, temperature controller, and short-circuit identification program |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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