JP2013544359A - 多重温度センサシステム - Google Patents

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Abstract

多重温度センサシステム（１２０）は、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６、１８７）と、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６、１８７）に結合される周波数選択フィルタ（１８４、１８５）とを有している温度センサネットワーク（１８０）を備えている。周波数選択フィルタ（１８４、１８５）は、相異なる時変信号を温度センサネットワーク（１８０）に通過させ、相異なる減衰時変信号を出力する。さらに、多重温度センサシステム（１２０）は、温度測定コントローラ（１６１）を備えている。温度測定コントローラ（１６１）は、温度センサネットワーク（１８０）に結合され、相異なる時変信号を温度センサネットワーク（１８０）に入力し、この入力に応答して、感温抵抗器（１８６、１８７）により減衰された相異なる減衰時変信号を受け取り、相異なる減衰時変信号から２つ以上の実質的に同時刻における温度値を生成するように構成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、温度センサの技術分野に関するものであり、とくに複数の要素を含む温度センサに関するものである。
コリオリ質量流量計および振動式デンシトメータの如き振動導管式センサは、一般的に流動物質を収容する導管の振動運動を検出するよう動作する。質量流量、密度などの如き導管内の物質に関する物性については、導管に接続されている運動トランスデューサから受け取る測定信号を処理することにより求めることができる。物質が充填されている振動システムの振動モードは、通常、収容している導管およびその導管に収容されている物質の質量特性、剛性特性およびダンピング特性を組み合わせたものに影響される。
典型的なコリオリ質量流量計は一または複数の導管を有しており、当該一または複数の導管は、配管または他の移送システムに直列に接続されているとともに、当該システム内のたとえば流体、スラリー、エマルジョンなどの物質を搬送する。各導管は、たとえば単純曲げモード、ねじれモード、ラジアルモードおよび結合モードを含む一組の固有振動モードを有しているものとして考えることが可能である。コリオリ質量流量計による測定の典型的な用途では、物質が導管を流れている際に、導管が一または複数の振動モードで励振され、当該導管の運動が導管に沿って離間した複数の部位において測定される。通常、励振は、導管を周期的に摂動させるボイスコイルタイプのドライバのようなアクチュエータ、たとえば電気機械デバイス、によって加えられる。流量計（フローメータ）に何も流れていない場合、フローチューブに沿ったすべての部位が同一の位相で振動する。物質が流れ始めると、コリオリの加速度により、フローチューブに沿った各部位がフローチューブに沿った他の部位と異なる位相を有するようになる。フローチューブの流入口側の位相はドライバの位相よりも遅れており、流出口側の位相はドライバの位相よりも進んでいる。
質量流量は、複数のトランスデューサの位置における運動の時間遅れまたは位相差を測定することによって求めることが可能である。振動的な応答の周波数は単一のトランスデューサによって測定されるかもしれない。この周波数はフローメータ内の物質の密度を求めるために用いられる。通常、このようなトランスデューサ（または、ピックオフセンサ）が２つ、１つ以上のフロー導管の振動的な応答を測定するために用いられる。これら２つのトランスデューサは、アクチュエータの上流側および下流側の位置に通常設けられる。これらの２つのピックオフセンサは電子機器に接続されている。この電子機器は、２つのピックオフセンサから信号を受け取り、これらの信号を処理して質量流量測定値などを算出する。したがって、コリオリ質量流量計およびデンシトメータを含む振動式フローメータには、流体を測定するために振動する１つ以上のフロー導管が用いられている。
フローチューブを流れる流体は、振動するフローチューブの入口側端部と流出側端部との間に数度程度の僅かな位相差を生じさせる。測定結果を時間差で表現すると、流体の流れによって誘発される位相差は数十マイクロ秒〜ナノ秒のオーダである。一般的に、市販の流量計による計測には１パーセントの１０分の１未満の誤差が含まれている。したがって、流量計はこれらの僅かな位相差を正確に測定するように適切に設計されなければならない。
振動する構造の振動特性は温度の変化とともに変化する。一般的に、１つ以上の振動フローチューブは、温度とともに変化するヤング率を有する金属材料から形成されている。高い測定精度を維持するために、通常、振動する構造の温度が測定され、温度の変化とともにヤング率を変化するように補償がなされる。
コリオリ流量計システムは、流量計要素とトランスミッタとからなる２つの構成要素から構成されている。流量計要素は、流体が流れる１つ以上の振動チューブを有する実際のセンサであり、トランスミッタは、流量計要素からの信号を受け取り処理する信号処理デバイスである。 流量計要素とトランスミッタとは多導体ケーブルにより電気的に接続されている。この遮蔽ケーブルは、駆動信号をドライバへ送るための遮蔽導体対と、ピックオフセンサからの信号を送るための第２の遮蔽導体対および第３の遮蔽導体対と、振動フローチューブに配置されている温度センサからの信号を送るための３つの遮蔽導体の組とから構成されている。通常、３線式の温度センサが用いられる。というのは、３線式の温度センサは流量計要素と流量計トランジスタとの間にあるケーブルの抵抗を補償することができるからである。この９線式ケーブルはプロセス制御分野では標準的なケーブルではない。したがって、コリオリ流量計が流量計要素から離間して配置されたトランスミッタを用いて導入されるたびに、非標準型のケーブルを流量計要素とトランスミッタとの間に配線しなければならない。これには追加の費用がかかってしまう。
流量計技術の向上に伴って、性能に対する要求（および振動フローチューブの形状の変更）は、流量計要素の複数の部位において温度を測定する必要性を生じさせている。振動する構造の温度測定および振動しない構造の温度測定が必要となるかもしれない。それに代えて、振動する構造の濡れた部分の温度測定および振動する構造の濡れていない部分の温度測定が必要となるかもしれない。いずれの場合であっても、１つを超える温度センサが既存のコリオリ流量計で用いられる場合、コリオリ流量計に用いられる典型的な９線式ケーブルに用いられる導体以外の導体が必要となる。従来の９つの導体を超える数の導体を有しているケーブルは、複数の理由で問題となる。１つの理由は、既存の９線式ケーブルでさえすでに高価であるという点である。より多い数の導体を有するケーブルの使用にはさらなる費用が追加されることになる。したがって、温度センサの数にかかわらず、導体の数を最小限に抑えるというのは有利なことである。ケーブル内に導体が追加されると、流量計要素およびトランスミッタの両方にさらなる接続部材が必要となる。このことにより、さらなる費用が追加され、さらなる接続部材のための物理的スペースが十分にないような場合には問題となりうる。このことは、本質的安全用途においてとくに当てはまる。
さらなる導体がケーブルに追加されることが問題となる他の理由は、互換性の問題である。異なるタイプの流量計モデルが異なるケーブルを必要とする場合、製造業者にとって、費用がさらにかさみ、複雑さがさらに増すことになる。また、９線式ケーブルを用いるコリオリ流量計の設置基部は広い。同じケーブルを用いる場合、新しい流量計デザインは古い流量計と交換することができる。
複数の温度センサを備え、流量計要素とトランスミッタとの間の導体の数を最小限に抑える温度センサシステムが必要となる。さらに、コリオリ流量計に通常用いられる既存の９線式ケーブルを用いた２つの温度センサを用いる流量計が必要となる。
図１には、メータアセンブリ１０と、このメータアセンブリに多導体ケーブル１００を介して結合されているメータ電子機器２０とを備えているコリオリ質量流量計５が示されている。メータ電子機器２０は、密度データ、質量流量データ、体積流量データおよび／または温度データをパス２６を通じて提供するようになっていてもよい。コリオリ流量計の構成が説明されているが、これに代えて、本発明が振動管式デンシトメータであってもよいことは当業者にとって明らかである。
メータアセンブリ１０は、一対のフランジ１０１および１０１’と、それに対応するマニホルド１０２および１０２’とを有している。流体は、フランジ１０１およびフランジ１０１’のうちの一方を通ってメータアセンブリ１０の中に流入し、フローチューブ１０３を通り、フランジ１０１または１０１’のうちの他方を通ってメータアセンブリ１０の外に流出する。
この図は直線型フローチューブ１０３を示しているが、当業者にとって明らかなように、本発明がいかなる幾何学的形状を持ったフローチューブを備えている流量計システムに適用されてもよい。また、流体が流れる複数のフローチューブを備えているフロー要素が本発明の技術範囲内に含まれることは明らかである。
ドライバ１０７は、バランスチューブ１０４の中間点において、バランスチューブ１０４に接続されている。１つ以上のピックオフセンサ１０８および１０８’は、バランスチューブ１０４およびフローチューブ１０３に接続されている。本発明の一実施形態では、ピックオフセンサ１０８および１０８’の各々は、バランスチューブ１０４に取り付けられているコイルと、フローチューブ１０４に取り付けられ、周期的な信号がコイルに加えられた時に生成される磁界内で移動するように形成されている磁石とを有している。どのような設計のピックオフセンサ、たとえば加速度計、電位差形などが用いられてもよく、記載された速度センサが単なる例示であるということは当業者にとって明らかである。
釣り合い重り１１５は、バランスチューブ１０４におけるドライバ１０７とは径方向反対側に接続されてもよい。釣り合い重り１１５の質量は、流量計システム５によって測定されると予測されるプロセス流体の密度によって定められる。フローチューブ温度センサ１０９は、フローチューブ１０３に取り付けられ、バランスチューブ温度センサ１１０は、バランスチューブ１０４に取り付けられている。
ケーブル１００は、メータ電子機器２０からドライバ１０７に駆動信号を伝える導体１１１と、左側ピックオフセンサ１０８および右側ピックオフセンサ１０８’からのそれぞれのピックオフ信号をメータ電子機器２０に伝える導体１１２〜１１３と、メータ電子機器２０まで温度センサ情報を伝える導体１１４とで構成されている。導体１１１〜１１３はそれぞれ２つの導体から構成され、導体１１４は３つの別個の導体から構成されているので、ケーブル１００は９つの構成要素を有する導体を有していることになる。
質量流量情報、体積流量情報および密度情報を生成するメータ電子機器２０の動作は、流れ測定の分野における当業者にとってよく知られた技術であり、本発明の一部を形成するものではない。フローチューブ温度センサ１０９、バランスチューブ温度センサ１１０および導体１１４を含む回路とメータ電子機器２０内の関連回路とは、以下の記述の基礎部分を形成している。
当業者にとって明らかなように、コリオリ流量計システム５はその構成において振動チューブ式デンシトメータと非常に類似している。また、振動チューブ式デンシトメータも、流体が流れる振動チューブ、またはサンプル型のデンシトメータの場合には流体が保持される振動チューブを利用する。また、振動チューブ式デンシトメータも、フローチューブを励振、振動させるための駆動システムを用いている。通常、振動チューブ式デンシトメータは、単一のフィードバック信号、すなわち単一のピックオフからのフィードバック信号のみを用いている。というのは、密度の測定には周波数の測定だけが必要であって、位相の測定は必要ではないからである。本明細書における本発明の説明は振動チューブ式デンシトメータにも同様に当てはまる。
図２には、従来の抵抗型温度ネットワークが示されている。温度センサ部は、抵抗器または抵抗型温度デバイス（ＲＴＤ）１１０および１０９により構成されている。直流（ＤＣ）電圧がスイッチ（Ｆ０）を通じて加えられ、たとえば感温抵抗器を流れる電流が生じる。得られた電流により、感温抵抗器の両端に電圧降下が生じる。電圧降下は感温抵抗器の抵抗とともに変わり、感温抵抗器の抵抗は温度によって変わる。抵抗器１１０および抵抗器１０９の両端の電圧は、抵抗器１１０および抵抗器１０９において対応する温度を求めるために検出され、使用される。
従来技術における欠点は、抵抗素子１１０および１０９の値を読み取るために複数の測定が必要となるということである。従来の回路では、スイッチ（Ｆ０）がオン状態で４回の電圧測定、そして、スイッチ（Ｆ０）がオフの状態でさらに４回の電圧測定、合計８回の電圧測定が必要とされる。
従来技術における他の欠点は、必要な電圧測定を行うために抵抗型温度ネットワーク内のＤＣ電圧を複数通りに切り替えるためにマルチプレクサ（ＭＵＸ）が必要となるということである。したがって、８つの電圧の各々は、電圧−周波数（Ｖ／Ｆ）へと変換するコンバータに順次接続され、ディジタル化され、または、測定されなければならない。温度は連続的に測定される。すなわち、各電圧測定は連続する周期で行われ、温度測定には、このような測定周期が８回必要となる。したがって、温度が急速に変わってしまう恐れがあるような場合、電圧の測定に遅れが生じてしまい、得られた温度値が最新のもではないという可能性が生じる。
したがって、温度ネットワークを用いた温度測定の改良が必要とされている。
本発明のある態様において、多重温度センサシステムは、温度センサネットワークと、温度測定コントローラとを備え、温度センサネットワークは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２と、複数の周波数選択フィルタとを有し、複数の周波数選択フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、当該複数の周波数選択フィルタを用いて、複数の相異なる時変信号を温度センサネットワークへ通過させ、温度センサネットワークから出力される複数の相異なる減衰時変信号を通過させるように構成され、温度測定コントローラは、温度センサネットワークに結合され、複数の相異なる時変信号を温度センサネットワークへ入力し、当該入力に応答して、複数の感温抵抗器により減衰された複数の相異なる減衰時変信号を温度センサネットワークから受け取り、当該複数の相異なる減衰時変信号から２つ以上の実質的に同時刻における温度値を生成するように構成される。
好ましくは、多重温度センサシステムはコリオリ質量流量計に用いられる。
好ましくは、多重温度センサシステムは振動式デンシトメータに用いられる。
好ましくは、複数の周波数選択フィルタは、複数の周波数選択入力フィルタと、複数の周波数選択出力フィルタとを備え、複数の周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの複数の相異なる時変信号を温度センサネットワークへ通過させ、複数の周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの複数の相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させる。
好ましくは、複数の周波数選択フィルタは、２つの周波数選択入力フィルタと、５つの周波数選択出力フィルタとを備え、２つの周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの４つの時変信号を温度センサネットワークの対応するノードへ通過させ、５つの周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させる。
好ましくは、複数の周波数選択フィルタは、２つの周波数選択入力フィルタと、５つの周波数選択出力フィルタとを備え、２つの周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの４つの時変信号を温度センサネットワークの対応するノードへ通過させ、５つの周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させるよう構成され、５つの周波数選択出力フィルタは、温度測定コントローラへの２つの出力を有している。
好ましくは、複数の周波数選択フィルタは、複数の周波数選択入力フィルタと、マルチプレクサとが含まれ、複数の周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの複数の相異なる時変信号を温度センサネットワークへ通過させ、マルチプレクサは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの複数の相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させる。
好ましくは、複数の周波数選択フィルタは、２つの周波数選択入力フィルタと、８つの周波数選択出力フィルタとを備え、２つの周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの４つの時変信号を温度センサネットワークの対応するノードへ通過させ、８つの周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させる。
好ましくは、複数の周波数選択フィルタは、２つの周波数選択入力フィルタと、８つの周波数選択出力フィルタとを備え、２つの周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの４つの時変信号を温度センサネットワークの対応するノードへ通過させ、８つの周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させるように構成され、８つの周波数選択出力フィルタは、温度測定コントローラへの単一の出力を有している。
好ましくは、複数の周波数選択フィルタは、２つの周波数選択入力フィルタと、５つの周波数選択出力フィルタとを備え、２つの周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの４つの時変信号を温度センサネットワークの対応するノードへ通過させ、５つの周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させるように構成され、５つの周波数選択出力フィルタは、温度測定コントローラへの単一の出力を有している。
本発明のある態様において、多重温度センサシステムは、温度センサネットワークと、温度測定コントローラとを備え、温度センサネットワークは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２と、複数の周波数選択入力フィルタと、複数の周波数選択出力フィルタとを有し、複数の周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、複数の相異なる時変信号を温度センサネットワークへ通過させ、複数の周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、複数の相異なる減衰時変信号を温度センサネットワークへ通過させるように構成され、 温度測定コントローラは、温度センサネットワークに結合され、複数の相異なる時変信号を温度センサネットワークへ入力し、当該入力に応答して、複数の感温抵抗器により減衰された複数の相異なる減衰時変信号を受け取り、当該複数の相異なる減衰時変信号から２つ以上の実質的に同時刻における温度値を生成するように構成される。
好ましくは、多重温度センサシステムはコリオリ質量流量計に用いられる。
好ましくは、多重温度センサシステムは振動式デンシトメータに用いられる。
好ましくは、複数の周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの４つの時変信号を温度センサネットワークの対応するノードに通過させる２つの周波数選択入力フィルタにより構成され、複数の周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させる５つの周波数選択出力フィルタにより構成され、当該５つの周波数選択出力フィルタは、温度測定コントローラへの２つの出力を有している。
好ましくは、複数の周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの複数の相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させるマルチプレクサにより構成される。
好ましくは、複数の周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの４つの時変信号を温度センサネットワークの対応するノードに通過させる２つの周波数選択入力フィルタにより構成され、複数の周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラに通過させる８つの周波数選択出力フィルタにより構成される。
好ましくは、複数の周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの４つの時変信号を温度センサネットワークの対応するノードへ通過させる２つの周波数選択入力フィルタにより構成され、複数の周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラに通過させる８つの周波数選択出力フィルタにより構成され、８つの周波数選択出力フィルタは、温度測定コントローラへの単一の出力を有している。
好ましくは、複数の周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの４つの時変信号を温度センサネットワークの対応するノードへ通過させる２つの周波数選択入力フィルタにより構成され、複数の周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させる５つの周波数選択出力フィルタにより構成され、５つの周波数選択出力フィルタは、温度測定コントローラへの単一の出力を有している。
本発明のある態様において、多重温度センサシステムのための温度決定方法は、複数の感温抵抗器および複数の周波数選択フィルタを有する温度センサネットワークに複数の相異なる時変信号を入力することと、当該入力に応答して、複数の感温抵抗器により減衰された複数の相異なる減衰時変信号を温度センサネットワークから受け取ることと、複数の相異なる減衰時変信号から２つ以上の実質的に同時刻における温度値を生成することとを含んでいる。
好ましくは、多重温度センサシステムはコリオリ質量流量計に用いられる。
好ましくは、多重温度センサシステムは振動式デンシトメータに用いられる。
好ましくは、複数の周波数選択フィルタは、複数の周波数選択入力フィルタと、複数の周波数選択出力フィルタとを備え、複数の周波数選択入力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度測定コントローラからの複数の相異なる時変信号を温度センサネットワークへ通過させ、複数の周波数選択出力フィルタは、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、温度センサネットワークからの複数の相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラへ通過させる。
同一の参照番号はすべての図面上において同一の構成要素を表わしている。図面は必ずしも同一の縮尺ではないことは理解されるべきである。
メータアセンブリと、多導体ケーブルを介してメータアセンブリに結合されるメータ電子機器とを備えたコリオリフローメータを示す図である。 従来の抵抗型温度測定ネットワークを示す図である。 本発明に係る多重温度センサシステムを示す図である。 図３の多重温度センサシステムの動作時を示す図であり、単純化および明確化のために、入力された第１の時変信号および第２の時変信号のみを示す。 図３の多重温度センサシステムの動作時を示す図であり、単純化および明確化のために、入力された第３の時変信号および第４の時変信号のみを示す。 本発明の他の実施形態に係る多重温度センサシステムを示す図である。 本発明の他の実施形態に係る多重温度センサシステムを示す図である。 本発明の他の実施形態に係る多重温度センサシステムを示す図である。
図３〜図８および以下の記載には、本発明を最良のモードで実施および利用する方法を当業者に教示するための具体例が示されている。本発明の原理を教示するために、従来技術は、単純化または省略されている場合がある。当業者にとって明らかなように、これらの具体例の変形例もまた本発明の技術的範囲に含まれる。また、当業者にとって明らかなように、以下に記載された構成要素をさまざまに組み合わせて本発明の複数の変形例を形成することができる。したがって、本発明は、以下に記載された具体例に限定されるものではなく、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定される。
図３には、本発明に係る多重温度センサシステム１２０が示されている。たとえば、多重温度センサシステム１２０は、コリオリ質量流量計の構成要素であってもよいし、または振動式デンシトメータの構成要素であってもよい。また、当該多重温度センサシステム１２０は、他のメータまたはデバイスに用いられてもよい。
多重温度センサシステム１２０は、温度センサネットワーク１８０に接続される温度測定コントローラ１６１を備えている。温度測定コントローラ１６１は、たとえばオーディオ・コーダ・デコーダ（コーデック、符号復号器）またはステレオ・オーディオ・コーデックを含むいかなる適切な処理デバイスまたは処理回路であってもよい。温度センサネットワーク１８０は、複数の周波数選択入力フィルタ１８４と、複数の周波数選択出力フィルタ１８５と、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７と、複数のケーブル抵抗ＲＣ１１９２、ＲＣ２１９４およびＲＣ３１９６と、基準抵抗ＲＲＥＦ１９７とを有している。
温度測定コントローラ１６１は、複数の相異なる時変信号を温度センサネットワーク１８０に入力し、この入力に応答して、複数の感温抵抗器１８６、１８７により減衰された複数の相異なる減衰時変信号を受け取り、これらの複数の相異なる減衰時変信号から２つ以上の実質的に同時刻における温度値を生成するように構成されている。
複数の相異なる時変信号はたとえば交流（ＡＣ）信号であってもよい。複数の相異なる時変信号は、正弦曲線信号、矩形波信号、パルス列信号、または他のいかなる適切な時変信号であってもよい。
複数の相異なる時変信号はそれぞれ異なる周波数（または、周波数帯）を有している。周波数間または周波数帯間の間隔は、ちょうど信号同士を区別するのに必要となる間隔である。したがって、これらの信号が温度センサネットワーク１８０に入力され、フィルタリングを経て特定のノードおよび構成要素に送られると、特定の構成要素のインピーダンスを測定することができる。具体的には、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６、ＲＴ２１８７のインピーダンスを求め、これらのインピーダンスを温度測定のために用いることができる。特定の構成要素のインピーダンスは、相異なる時変信号の各々の振幅の低下を求めることにより測定することができる。
複数の周波数選択フィルタ１８４、１８５はいかなる適切なフィルタであってもよい。これらのフィルタには、たとえば低域通過フィルタ、高域通過フィルタ、バンドパスフィルタ, ノッチフィルタなどが含まれるが、これに限定されない。これらのフィルタは単一のフィルタであってもよいしまたは複数グループのフィルタであってもよい。これらのフィルタはアナログフィルタであってもよいしまたはディジタルフィルタであってもよい。また、時変信号は、時変アナログ信号であってもよいし、時変ディジタル信号であってもよい。
一実施形態では、複数の周波数選択フィルタ１８４、１８５は、複数の周波数選択入力フィルタ１８４と、複数の周波数選択出力フィルタ１８５とを有している。複数の周波数選択入力フィルタ１８４は、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７に結合され、温度測定コントローラ１６１からの複数の相異なる時変信号を温度センサネットワーク１８０に通過させる。また、複数の周波数選択出力フィルタ１８５は、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７に結合され、温度センサネットワーク１８０からの複数の相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラ１６１に通過させる。
他の実施形態では、複数の周波数選択フィルタ１８４、１８５は、２つの周波数選択入力フィルタ１８４Ａ、１８４Ｂと、５つの周波数選択出力フィルタ１８５Ａ〜１８５Ｅとを有している。２つの周波数選択入力フィルタ１８４Ａ、１８４Ｂは、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７に結合され、温度測定コントローラ１６１からの４つの時変信号を温度センサネットワーク１８０の対応するノードに通過させる。また、５つの周波数選択出力フィルタ１８５Ａ〜１８５Ｅは、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７に結合され、温度センサネットワーク１８０からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラ１６１へ通過させる。５つの周波数選択出力フィルタ１８５Ａ〜１８５Ｅは、温度測定コントローラ１６１に向かう２つの出力を有している。
感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７は、図２に示されている回路の温度センサ１１０および１０９に対応するものであってもよい。感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７は、フローチューブおよびケースまたは支持部材の如きさまざまな流量計構成部品に固定されている（または、他の方法で熱伝達可能になっている）。したがって、感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７の抵抗は、流量計内の温度の変化に起因して変化する。出力フィルタ１８５および入力フィルタ１８４は、たとえばバンドパスフィルタまたはノッチフィルタを含むいかなる適切なフィルタまたはフィルタシステムであってもよい。図４〜図５およびそれに関連する記載部分には多重温度センサシステム１２０の動作が示されている。
動作時において、温度測定コントローラ１６１は温度センサネットワーク１８０に複数の相異なる時変信号を入力する。温度測定コントローラ１６１が、複数の相異なる時変信号を生成してもよいし、通信リンク１６２を通じてそれらを受け取ってもよい。その後、温度測定コントローラ１６１は、入力に応答して、複数の減衰時変信号を温度センサネットワーク１８０から受け取る。複数の減衰時変信号は、温度センサネットワーク１８０に入力された複数の相異なる時変信号と数の点において等しくてもよいし、異なっていてもよい。温度測定コントローラ１６１は、複数の減衰時変信号から２つ以上の実質的に同時刻における温度測定値を生成する。たとえば、温度測定コントローラ１６１は、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６に関連する第１の温度測定値を生成することができ、第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７に関連する第２の温度測定値を生成することができる。温度測定値の数は、温度センサネットワーク１８０の構成およびその中の温度応答性抵抗デバイスの数に依存する。
温度センサネットワーク１８０は、２つの感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７の如き１つ以上の温度応答性抵抗デバイスを通じて温度測定を実行する。ＡＣ信号または時変信号を用いることにより、複数のパスに沿って４つの異なるノードにおける電圧を同時に求めることが可能となる。
実施形態によっては、温度応答性抵抗デバイスは、電子温度測定に一般的に用いられる熱抵抗デバイス（ＲＴＤ）とすることも可能である。しかしながら、他のデバイスも考慮され、それらも明細書および請求項に記載の技術的範囲に含まれる。本発明は抵抗型温度センサに関して記述されているが、当業者にとって明らかなように、温度センサに代えて、いかなるタイプの抵抗型センサが用いられてもよい。たとえば、本明細書に記載の温度センサのうちの１つ以上の温度センサに代えて、可変抵抗の形式で歪みを示す歪みゲージが用いられてもよい。本発明には、抵抗の変化により状態を示すことができるいかなるセンサが用いられてもよい。
図示されている実施形態では、２つの温度応答性抵抗デバイスが使用されている。しかしながら所望ならば、２より多い数の温度応答性抵抗デバイスが温度センサネットワーク１８０内に設けられてもよい。
第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６は、第１のノードＮ１および第１のケーブル抵抗ＲＣ１１９２を介して第１の時変信号Ｓ１と第２の時変信号Ｓ２とを受け取る。第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６は、第１の時変信号Ｓ１と第２の時変信号Ｓ２とを減衰させて、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’と第２の第２減衰時変信号Ｓ２’とを生じさせる（図４を参照）。さらに、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６は、第２のノードＮ２、第２のケーブル抵抗ＲＣ２１９４および第５のノードＮ５を介して第３の時変信号Ｓ３と第４の時変信号Ｓ４とを受け取る。第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６は、第３の時変信号Ｓ３と第４の時変信号Ｓ４とを減衰させて、第３の第１減衰時変信号Ｓ３’と第４の第１減衰時変信号Ｓ４’とを生じさせる（図５を参照）。
減衰量は、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６のＡＣインピーダンスのレベルに依存する。次いで、インピーダンスのレベルは、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６の温度に依存する。したがって、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６を通過する時変信号は、温度に応じて減衰される。好ましくは、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６の温度依存性は、少なくとも有益な範囲において実質的に線形となる。
第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７は、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６から第５のノードＮ５を介して、既に第１減衰された第１の第１減衰時変信号Ｓ１’と第２の第１減衰時変信号Ｓ２’とを受け取る。第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７は、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’と第２の第１減衰時変信号Ｓ２’とをさらに減衰させ、第１の第２減衰時変信号Ｓ１”と第２の第２減衰時変信号Ｓ２”とを生じさせる。さらに、第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７は、第２のノードＮ２、第２のケーブル抵抗ＲＣ２１９４および第５のノードＮ５を介して、第３の時変信号Ｓ３と第４の時変信号Ｓ４とを受け取る。第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７は、第３の時変信号Ｓ３と第４の時変信号Ｓ４とを減衰させて、第３の第２減衰時変信号Ｓ３”と第４の第２減衰時変信号Ｓ４”とを生じさせる（図５を参照）。
第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６について説明されているように、減衰量は第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７のインピーダンスのレベルに依存する。次いで、インピーダンスのレベルは、第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７の温度に依存する。
図示されている実施形態における基準抵抗ＲＲＥＦ１９７は、第３のケーブル抵抗ＲＣ３１９６と電気的なグランドとの間に接続されている。基準抵抗ＲＲＥＦ１９７は、時変信号Ｓ１〜Ｓ４をベースレベルよりも上に維持し、時変信号Ｓ１〜Ｓ４に０より大きい電圧をかける。さらに、基準抵抗ＲＲＥＦ１９７は、温度センサネットワーク１００の総インピーダンスを設定するために用いられてもよい。
温度測定コントローラ１６１は、信号出力部（ＯＵＴ）１６４と、２つの入力部（ＲＥＦ）１６７、（ＭＥＡＳ）１６９とを有しているが、他のデバイスとの１つ以上の通信リンク１６２を有してもよい。たとえば、温度測定コントローラ１６１は、ディジタル温度測定値を他のデバイスへ送ることができるディジタル通信リンク１６２を有してもよい。振動式流量計の用途では、通信リンク１６２は、質量流量、密度および／または他の流量計出力情報を測定するためのメータ電子機器２０に接続されてもよい。
温度測定コントローラ１６１は、予め定められた相異なる周波数（または、相異なる周波数帯）を有する複数の時変信号を信号出力部１６４で生成する。時変信号は、予め定められた量だけ間隔を空けてもよい。時変信号は、一定量の間隔をおいてまたはさまざまな量の間隔を空けてもよい。時変信号は、実質的に正弦波であってもよいし、正方形波、三角波などを含む非正弦波であってもよい。時変信号は、外部デバイスから受け取られる信号または情報に基づいて生成されてもよいし、温度測定コントローラ１６１において内部的に生成されてもよい。
図示されている実施形態では、温度測定コントローラ１６１は、４つの相異なる時変信号Ｓ１〜Ｓ４を出力部１６４で生成し、それらの信号を温度センサネットワーク１８０に入力する。図示されている実施形態では、出力部１６４は、図示されている実施形態における周波数選択入力フィルタ１８４Ａおよび１８４Ｂに結合されている。この実施形態における入力フィルタ１８４Ａは、入力された第１の対の時変信号Ｓ１およびＳ２を通過させるように構成されている。それに対応して、本実施形態における第２の入力フィルタ１８４Ｂは、入力された第２の対の時変信号Ｓ３およびＳ４を通過させるように構成されている。
実施形態によっては、第１の対の時変信号Ｓ１およびＳ２は、たとえば２つの低周波時変信号である場合もある。しかしながら、入力フィルタ１８４は、得られる時変信号が温度測定コントローラ１６１の信号入力部１６７および１６９で受け取られ、識別されることが可能な、いかなる所望の構成を有していてもよい。
出力フィルタ１８５は、予め定められた信号を温度測定コントローラ１６１へ通過させ、他の信号を遮断するように構成されている。その結果、特定の減衰信号および特定の非減衰信号は、温度測定コントローラ１６１を通過し、温度測定値が生成される。一実施形態では、温度測定コントローラ１６１の入力部１６７は、非減衰信号Ｓ１〜Ｓ４を受け取り、入力部１６９は、減衰信号Ｓ１’、Ｓ２”、Ｓ３”、Ｓ４’を受け取る。これらの信号セットを生じる電気的フローは、図４および図５に関連して後述される。
図４には、動作時における図３の多重温度センサシステム１２０が例示されている。図４には、単純化および明確化のために、入力された第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２だけが示されている。入力フィルタは、時変信号を第１のノードＮ１と第２のノードＮ２との間で分割するように構成されている。図示されている実施形態では、時変信号Ｓ１およびＳ２は、第１のノードＮ１および第１の回路パスに向けられ、時変信号Ｓ３およびＳ４は、第２のノードＮ２および第２の回路パスに向けられている。第１のノードＮ１は、第１の入力フィルタ１８４Ａから第１の時変信号Ｓ１と第２の時変信号Ｓ２とを受け取る。
第１の入力フィルタ１８４Ａは、実質的に第１の時変信号Ｓ１と第２の時変信号Ｓ２とを通過させ、実質的に第３の時変信号Ｓ３と第４の時変信号Ｓ４とを遮断する。第１のケーブル抵抗ＲＣ１１９２は、第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２を、第１のノードＮ１を介して第１の感温抵抗器１８６に繋いでいる。
第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６は、第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２を減衰させ、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’および第２の第１減衰時変信号Ｓ２’を生じる。第１の第１減衰時変信号Ｓ１’および第２の第１減衰時変信号Ｓ２’は第５のノードＮ５を通過し、これらの信号の一部が第２のケーブル抵抗ＲＣ２１９４を通過し、これらの信号の一部は第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７を通過する。第２のケーブル抵抗ＲＣ２１９４を流れる電流の量は、第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７のインピーダンスと第２のケーブル抵抗ＲＣ２１９４のインピーダンスとに依存する。第２のケーブル抵抗ＲＣ２１９４を通過した後、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’および第２の第１減衰時変信号Ｓ２’は、第２のノードＮ２を通過し、第２の出力フィルタ１８５Ｂおよび第４の出力フィルタ１８５Ｄに入力される。
第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７は、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’および第２の第１減衰時変信号Ｓ２’を減衰させ、第１の第２減衰時変信号Ｓ１”および第２の第２減衰時変信号Ｓ２”を生じさせる。次に、第１の第２減衰時変信号Ｓ１”および第２の第２減衰時変信号Ｓ２”は、第３のケーブル抵抗ＲＣ３１９６を通過し、第４のノードＮ４を通過し、第３の出力フィルタ１８５Ｃに入力される。
第１の出力フィルタ１８５Ａは、第１の入力フィルタ１８４Ａおよび第１のノードＮ１を介して第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２を受け取る。第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２は減衰されない。実施形態によっては、第１の出力フィルタ１８５Ａは第１の時変信号Ｓ１と第２の時変信号Ｓ２とを通過させるように構成されている。したがって、第１の出力フィルタ１８５Ａは、温度測定コントローラ１６１の入力部１６７に第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２を出力してもよい。これらの減衰されない第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２は減衰信号との比較に用いられてもよい。
第２の出力フィルタ１８５Ｂは、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’および第２の第１減衰時変信号Ｓ２’を受け取る。実施形態によっては、第２の出力フィルタ１８５Ｂは、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’および第２の第１減衰時変信号Ｓ２’のいずれも通過させないように構成されている。したがって、第２の出力フィルタ１８５Ｂは、第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２のいかなる部分をも出力しない。
第３の出力フィルタ１８５Ｃは、第１の第２減衰時変信号Ｓ１”および第２の第２減衰時変信号Ｓ２”を受け取る。実施形態によっては、第３の出力フィルタ１８５Ｃは第２の第２減衰時変信号Ｓ２”のみを通過させるように構成されている。したがって、第３の出力フィルタ１８５Ｃは、第２の第２減衰時変信号Ｓ２”を温度測定コントローラ１６１の入力部１６９に出力してもよい。
第４の出力フィルタ１８５Ｄは、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’および第２の第１減衰時変信号Ｓ２’を受け取る。実施形態によっては、第４の出力フィルタ１８５Ｄは、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’のみを通過させるように構成されている。したがって、第４の出力フィルタ１８５Ｄは、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’を温度測定コントローラ１６１の入力部１６９に出力してもよい。
第５の出力フィルタ１８５Ｅは、第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２を第１の入力フィルタ１８４Ａおよび第１のノードＮ１を介して受け取る。第５の出力フィルタ１８５Ｅにおける第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２は減衰も変更もされていない。実施形態によっては、第５の出力フィルタ１８５Ｅは第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２のいずれをも通過させないように構成されている。したがって、第５の出力フィルタ１８５Ｅは、第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２のいかなる部分も温度測定コントローラ１６１に出力しない。
図５には、動作時における図３の多重温度センサシステム１２０が例示されている。図５には、単純化および明確化のために、入力された第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４だけが示されている。第２の入力フィルタ１８４Ｂは、実質的に第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４を通過させ、実質的に第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２を遮断している。第２のケーブル抵抗ＲＣ２１９４は、第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４を第５のノードＮ５に繋いでいる。
第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７は、第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４を第５のノードＮ５および第２のケーブル抵抗ＲＣ２１９４を介して受け取る。第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４は、主として第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７を下向きに流れ、第３の第２減衰時変信号Ｓ３”および第４の第２減衰時変信号Ｓ４”を生じさせる。この部分における時変信号Ｓ３および時変信号Ｓ４は、第３のケーブル抵抗ＲＣ３１９６から第４のノードＮ４を通過し、第３の出力フィルタ１８５Ｃに達する。
しかしながら、第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４は、上向きにも流れ、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６を通過し、第１のケーブル抵抗ＲＣ１１９２を通過し、第１のノードＮ１を通過し、第１の出力フィルタ１８５Ａおよび第５の出力フィルタ１８５Ｅに達する。このように、第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４の電流のいくらかは、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６を上向きに通過し、第３の第１減衰時変信号Ｓ３’および第４の第１減衰時変信号Ｓ４’を生じさせる。
第１の出力フィルタ１８５Ａは、第３の第１減衰時変信号Ｓ３’および第４の第１減衰時変信号Ｓ４’を第１のノードＮ１を介してて受け取る。実施形態によっては、第１の出力フィルタ１８５Ａは、第３の第１減衰時変信号Ｓ３’および第４の第１減衰時変信号Ｓ４’のいずれをも通過させないように構成されている。したがって、第１の出力フィルタ１８５Ａは、第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４のいずれの部分をも温度測定コントローラ１６１に出力しない。
第２の出力フィルタ１８５Ｂは、第２のノードＮ２および第２の入力フィルタ１８４Ｂから第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４を受け取る。第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４は減衰されない。実施形態によっては、第２の出力フィルタ１８５Ｂは、第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４を通過させるように構成されている。したがって、第２の出力フィルタ１８５Ｂは、第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４を温度測定コントローラ１６１の入力部１６７に出力してもよい。これらの減衰されていない第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４は減衰信号との比較に用いられてもよい。
第３の出力フィルタ１８５Ｃは、第３の第２減衰時変信号Ｓ３”および第４の第２減衰時変信号Ｓ４”を受け取る。実施形態によっては、第３の出力フィルタ１８５Ｃは、第３の第２減衰時変信号Ｓ３”のみを通過させるように構成されている。したがって、第３の出力フィルタ１８５Ｃは、第３の第２減衰時変信号Ｓ３”を温度測定コントローラ１６１の入力部１６９に出力してもよい。
第４の出力フィルタ１８５Ｄは、第２の入力フィルタ１８４Ｂの出力部から第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４を受け取る。実施形態によっては、第４の出力フィルタ１８５Ｄは、第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４のいずれをも通さないように構成されている。したがって、第４の出力フィルタ１８５Ｄは、第３の時変信号Ｓ３および第４の時変信号Ｓ４のいかなる部分をも温度測定コントローラ１６１に出力しない。
第５の出力フィルタ１８５Ｅは、第３の第１減衰時変信号Ｓ３’および第４の第１減衰時変信号Ｓ４’を受け取る。実施形態によっては、第５の出力フィルタ１８５Ｅは、第４の第１減衰時変信号Ｓ４’のみを通過させるように構成されている。したがって、第５の出力フィルタ１８５Ｅは、第４の第１減衰時変信号Ｓ４’を温度測定コントローラ１６１の入力部１６９に出力してもよい。
図６には、本発明の他の実施形態に係る多重温度センサシステム１２０が示されている。温度測定コントローラ１６１は２つの相異なる時変信号Ｓ１〜Ｓ２を生成し、温度センサネットワーク１８０にそれらを入力する。本実施形態では、温度センサネットワーク１８０は、出力フィルタ１８５に代えてマルチプレクサ（ＭＵＸ）１８３を有している。図示されているように、ＭＵＸ１８３は、４つのＭＵＸ入力が順次選択され、ＭＵＸの単一の出力部に送られる４：１ＭＵＸであってもよい。
本実施形態では、複数の周波数選択フィルタ１８４、１８５は、複数の周波数選択入力フィルタ１８４と、マルチプレクサ１８３とを備えている。複数の周波数選択入力フィルタ１８４は、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７に結合され、温度測定コントローラ１６１からの複数の相異なる時変信号を温度センサネットワーク１８０に通過させる。また、マルチプレクサ１８３は、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７に結合され、温度センサネットワーク１８０からの複数の相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラ１６１に通過させる。
温度測定コントローラ１６１は、第１の時変信号Ｓ１および第２の時変信号Ｓ２をコントローラの出力部１６４で生成する。第１の時変信号Ｓ１は、第１の入力フィルタ１８４Ａを通過し、第１のノードＮ１へ出力される。第２の時変信号Ｓ２は、第２の入力フィルタ１８４Ｂを通過し、第２のノードＮ２へ出力される。
ＭＵＸ１８３は、減衰されていない第１の時変信号Ｓ１を入力部１で受け取る。また、ＭＵＸ１８３は、第２の第１減衰時変信号Ｓ２’を、第２のケーブル抵抗ＲＣ２１９４、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６、第１のケーブル抵抗ＲＣ１１９２および第１のノードＮ１を介して入力部１で受け取る。第２の第１減衰時変信号Ｓ２’は第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６によって減衰されたものである。
ＭＵＸ１８３は減衰されていない第２の時変信号Ｓ２を入力部２で受け取る。また、ＭＵＸ１８３は、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’を、第１のケーブル抵抗ＲＣ１１９２、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６、第２のケーブル抵抗ＲＣ２１９４および第２のノードＮ２を介して入力部２で受け取る。第１の第１減衰時変信号Ｓ１’は第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６によって減衰されたものである。
ＭＵＸ１８３は第１の第２減衰時変信号Ｓ１”および第２の第２減衰時変信号Ｓ２”を入力部３で受け取る。第１の第２減衰時変信号Ｓ１”は第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６および第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７の双方で減衰されたものである。第２の第２減衰時変信号Ｓ２”は第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７により減衰されたものである。
ＭＵＸ１８３は、第１の第３減衰時変信号Ｓ１”’および第２の第３減衰時変信号Ｓ２”’を入力部４で受け取る。第１の第３減衰時変信号Ｓ１”’は、第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６、第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７および第１の基準抵抗ＲＲＥＦ１により減衰されたものである。第２の第３減衰時変信号Ｓ２”’は、第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７および基準抵抗器ＲＲＥＦ１９７により減衰されたものである。
ＭＵＸ１８３は、コントローラ入力部１６６に対する入力の各々を順次シフトするように構成されていてもよい。このため、温度測定コントローラ１６１は、もとの時変信号Ｓ１およびＳ２、第１の第１減衰時変信号Ｓ１’および第２の第１減衰時変信号Ｓ２’、第１の第２減衰時変信号Ｓ１”および第２の第２減衰時変信号Ｓ２”、ならびに第１の第３減衰時変信号Ｓ１”’および第２の第３減衰時変信号Ｓ２”’を利用可能である。したがって、温度測定コントローラ１６１は、上述のバージョンＳ１、Ｓ１’Ｓ１”およびＳ１”’から第１の感温抵抗器ＲＴ１１８６に関連する第１の温度測定値を生成することができる。同様に、温度測定コントローラ１６１は、上述のバージョンＳ２、Ｓ２’、Ｓ２”およびＳ２”’から第２の感温抵抗器ＲＴ２１８７に関連する第２の温度測定値を生成することができる。
図７には、本発明の他の実施形態に係る多重温度センサシステム１２０が示されている。図７は、温度測定コントローラ１６１が単一の入力部１６６を有しているという点で図３の実施形態と異なっている。その結果、より多くの出力フィルタ１８５が必要となる。したがって、温度測定コントローラ１６１は、８つの相異なる時変信号Ｓ１〜Ｓ８を生成し、それらを温度センサネットワーク１８０に入力する。本実施形態では、これらの信号を受け取り、識別するために、複数の出力フィルタ１８５Ａ〜１８５Ｈの列が用いられている。しかしながら、本実施形態では、２つの入力を有するステレオコーデックまたは他のデバイスが用いられていないため、温度測定コントローラ１６１は、単一の入力部１６６のみを備えたものとして示されている。温度測定コントローラ１６１はたとえばモノコーデックを備えてもよい。したがって、８つの相異なる時変信号は、コントローラの入力部１６６において相異なる減衰時変信号のバージョンを生成するために用いられる。
本実施形態では、複数の周波数選択フィルタ１８４、１８５は、２つの周波数選択入力フィルタ１８４Ａ、１８４Ｂと、８つの周波数選択出力フィルタ１８５Ａ〜１８５Ｈとを備えている。２つの周波数選択入力フィルタ１８４Ａ、１８４Ｂは、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７に結合され、温度測定コントローラ１６１からの４つの時変信号を温度センサネットワーク１８０の対応するノードに通過させる。また、８つの周波数選択出力フィルタ１８５Ａ〜１８５Ｈは、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７に結合され、温度センサネットワーク１８０からの減衰された少なくとも４つの相異なる時変信号を温度測定コントローラ１６１へ通過させる。８つの周波数選択出力フィルタ１８５Ａ〜１８５Ｈは、温度測定コントローラ１６１への単一の出力を有している。
図８には、本発明の他の実施形態に係る多重温度センサシステム１２０が示されている。温度測定コントローラ１６１は、６つの相異なる時変信号Ｓ１〜Ｓ６を生成し、それらを温度センサネットワーク１８０へ入力する。図８は、図６および図７のオフセット抵抗器Ｒ０ＦＦ１９８およびカップリング抵抗器ＲＣ４が除かれている点で他の実施形態と異なっている。これは、温度測定コントローラ１６１が単一の入力を有するところで行われる。
典型的なオーディオコーデックの設計においては、入力信号が、共通モード入力範囲の中間値と等しい値（Ｖｂｉａｓ）のＤＣ電圧がかけられていることを必要とする。このため、コーデックのための入力フィルタの設計においては、好ましくは、出力にＶｂｉａｓの電圧をかけて、コーデックのダイナミックレンジを最大化するべきである。この電圧の付与は、単純かつ入手が容易な能動フィルタを用いてフィルタ自体において行うことができる。また、この電圧付与には他の利点もある。すなわち、回路において、グランドオフセット抵抗器Ｒ０ＦＦ１９８を用いる必要がなくなる。ＤＣ−ＲＴＤ回路（図２参照）内のＲ０ＦＦ１９８の目的は、グランド電位の近傍においてＡ／Ｄ線形性誤差を打ち消すことにある。入力フィルタの出力がコーデックの共通モード範囲の中間値にＤＣ電圧がかけられた場合、このオフセットはもはや必要ではない。Ｒ０ＦＦ１９８を除くことにより、ＤＣ回路から２つの測定値を取り除いて必要な周波数の数およびフィルタの数を簡略化することができるという他の優れた利点が得られる。さらに、中央の出力フィルタ１８５Ｃは、２つの中間周波数、すなわちＳ３およびＳ４を通過させるように設計された帯域通過フィルタであってもよい。これはフィルタを除くために行われてもよい。
本実施形態では、複数の周波数選択フィルタ１８４、１８５は、２つの周波数選択入力フィルタ１８４Ａ、１８４Ｂと、５つの周波数選択出力フィルタ１８５Ａ〜１８５Ｅとを備えている。２つの周波数選択入力フィルタ１８４Ａ、１８４Ｂは、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７に結合され、温度測定コントローラ１６１からの４つの時変信号を温度センサネットワーク１８０の対応するノードに通過させる。また、５つの周波数選択出力フィルタ１８５Ａ〜１８５Ｅは、複数の感温抵抗器ＲＴ１１８６およびＲＴ２１８７に結合され、温度センサネットワーク１８０からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を温度測定コントローラ１６１へ通過させる。５つの周波数選択出力フィルタ１８５Ａ〜１８５Ｅは、温度測定コントローラ１６１への単一の出力を有している。
上述の実施形態のうちのいずれかに係るシステムおよび方法は複数の利点を提供するだろう。かかるシステムおよび方法によれば、ノイズを生じる恐れのあるスイッチを必要とすることなく複数の抵抗型センサを読み取ることができる。かかるシステムおよび方法によれば、２つ以上の感温抵抗デバイスから２つ以上の温度測定値を生成することができる。かかるシステムおよび方法によれば、２つ以上の同時の温度測定を行うことができるようになる。かかるシステムおよび方法によれば、複数の抵抗型センサを同時に読み取ることができるようになる。かかるシステムおよび方法によれば、異なる周波数または周波数帯を用いて相異なる電流を生成し、これらの相異なる電流を復号して異なる温度測定値を生成することができる。

Claims (23)

  1. 多重温度センサシステム（１２０）であって、
    温度センサネットワーク（１８０）と、
    温度測定コントローラ（１６１）とを備え、
    前記温度センサネットワーク（１８０）は、複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６、１８７）と、複数の周波数選択フィルタ（１８４、１８５）とを有し、当該複数の周波数選択フィルタ（１８４、１８５）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６、１８７）に結合され、当該複数の周波数選択フィルタを用いて、複数の相異なる時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）へ通過させ、前記温度センサネットワーク（１８０）から出力される複数の相異なる減衰時変信号を通過させるように構成され、
    前記温度測定コントローラ（１６１）は、前記温度センサネットワーク（１８０）に結合され、前記複数の相異なる時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）へ入力し、当該入力に応答して、前記複数の感温抵抗器（１８６、１８７）により減衰された前記複数の相異なる減衰時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）から受け取り、当該複数の相異なる減衰時変信号から２つ以上の実質的に同時刻における温度値を生成するように構成される、多重温度センサシステム（１２０）。
  2. 前記多重温度センサシステム（１２０）はコリオリ質量流量計に用いられるように構成される、請求項１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  3. 前記多重温度センサシステム（１２０）が振動式デンシトメータに用いられるように構成される、請求項１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  4. 前記複数の周波数選択フィルタ（１８４、１８５）は、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの前記複数の相異なる時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）へ通過させる複数の周波数選択入力フィルタ（１８４）と、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの前記複数の相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる複数の周波数選択出力フィルタ（１８５）とを備えた、請求項１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  5. 前記複数の周波数選択フィルタ（１８４、１８５）は、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの４つの時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）の対応するノードへ通過させる２つの周波数選択入力フィルタ（１８４Ａ、１８４Ｂ）と、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる５つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｅ）とを備えた、請求項１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  6. 前記複数の周波数選択フィルタ（１８４、１８５）は、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの４つの時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）の対応するノードへ通過させる２つの周波数選択入力フィルタ（１８４Ａ、１８４Ｂ）と、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる５つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｅ）とを備え、
    前記５つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｅ）は、前記温度測定コントローラ（１６１）への２つの出力を有する、請求項１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  7. 前記複数の周波数選択フィルタ（１８４、１８５）は、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの前記複数の相異なる時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）へ通す複数の周波数選択入力フィルタ（１８４）と、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの前記複数の相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させるマルチプレクサ（１８３）とを備えた、請求項１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  8. 前記複数の周波数選択フィルタ（１８４、１８５）は、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの４つの時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）の対応するノードへ通過させる２つの周波数選択入力フィルタ（１８４Ａ、１８４Ｂ）と、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる８つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｈ）とを備えた、請求項１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  9. 前記複数の周波数選択フィルタ（１８４、１８５）は、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの４つの時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）の対応するノードへ通過させる２つの周波数選択入力フィルタ（１８４Ａ、１８４Ｂ）と、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる８つの周波数選択入力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｈ）とを備え、
    前記８つの周波数選択入力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｈ）は、前記温度測定コントローラ（１６１）への単一の出力を有する、請求項１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  10. 前記複数の周波数選択フィルタ（１８４、１８５）は、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、
    前記温度測定コントローラ（１６１）からの４つの時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）の対応するノードへ通過させる２つの周波数選択入力フィルタ（１８４Ａ、１８４Ｂ）と、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる５つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｅ）とを備え、
    前記５つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｅ）は、前記温度測定コントローラ（１６１）への単一の出力を有する、請求項１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  11. 多重温度センサシステム（１２０）であって、
    温度センサネットワーク（１８０）と、
    温度測定コントローラ（１６１）とを備え、
    前記温度センサネットワーク（１８０）は、
    複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６、１８７）と、複数の周波数選択入力フィルタ（１８４）と、複数の周波数選択出力フィルタ（１８５）とを有し、
    前記複数の周波数選択入力フィルタ（１８４）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６、１８７）に結合され、複数の相異なる時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）へ通過させ、
    前記複数の周波数選択出力フィルタ（１８５）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６、１８７）に結合され、複数の相異なる減衰時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）へ通過させるように構成され、
    前記温度測定コントローラ（１６１）は、前記温度センサネットワーク（１８０）に結合され、前記複数の相異なる時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）へ入力し、当該入力に応答して、前記複数の感温抵抗器（１８６、１８７）により減衰された前記複数の相異なる減衰時変信号を受け取り、当該複数の相異なる減衰時変信号から２つ以上の実質的に同時刻における温度値を生成するように構成される、多重温度センサシステム（１２０）。
  12. 前記多重温度センサシステム（１２０）はコリオリ質量流量計に用いられるように構成される、請求項１１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  13. 前記多重温度センサシステム（１２０）は振動式デンシトメータに用いられるように構成される、請求項１１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  14. 前記複数の周波数選択入力フィルタ（１８４）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの前記複数の時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）の対応するノードへ通過させる２つの周波数選択入力フィルタ（１８４Ａ、１８４Ｂ）により構成され、
    前記複数の周波数選択出力フィルタ（１８５）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる５つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｅ）により構成される、請求項１１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  15. 前記複数の周波数選択入力フィルタ（１８４）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの４つの時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）の対応するノードへ通過させる２つの周波数選択入力フィルタ（１８４Ａ、１８４Ｂ）により構成され、
    前記複数の周波数選択出力フィルタ（１８５）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる５つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｅ）により構成され、
    前記５つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｅ）は、前記温度測定コントローラ（１６１）への２つの出力を有する、請求項１１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  16. 前記複数の周波数選択出力フィルタ（１８５）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの前記複数の相異なる時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させるマルチプレクサ（１８３）により構成される、請求項１１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  17. 前記複数の周波数選択入力フィルタ（１８４）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの４つの時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）の対応するノードに通過させる２つの周波数選択入力フィルタ（１８４Ａ、１８４Ｂ）により構成され、
    前記複数の周波数選択出力フィルタ（１８５）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる８つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｈ）により構成される、請求項１１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  18. 前記複数の周波数選択入力フィルタ（１８４）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの前記４つの時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）の対応するノードに通過させる２つの周波数選択入力フィルタ（１８４Ａ、１８４Ｂ）により構成され、
    前記複数の周波数選択出力フィルタ（１８５）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる８つの周波数選択入力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｈ）により構成され、
    前記８つの周波数選択入力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｈ）は、前記温度測定コントローラ（１６１）への単一の出力を有する、請求項１１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  19. 前記複数の周波数選択入力フィルタ（１８４）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度測定コントローラ（１６１）からの４つの相異なる時変信号を前記温度センサネットワーク（１８０）の対応するノードへ通過させる２つの周波数選択入力フィルタ（１８４Ａ、１８４Ｂ）により構成され、
    前記複数の周波数選択出力フィルタ（１８５）は、前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２（１８６，１８７）に結合され、前記温度センサネットワーク（１８０）からの少なくとも４つの相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラ（１６１）へ通過させる５つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｅ）により構成され、
    前記５つの周波数選択出力フィルタ（１８５Ａ〜１８５Ｅ）は、前記温度測定コントローラ（１６１）への単一の出力を有してなる、請求項１１に記載の多重温度センサシステム（１２０）。
  20. 多重温度センサシステムのための温度決定方法であって、
    複数の感温抵抗器および複数の周波数選択フィルタを有する温度センサネットワークに複数の相異なる時変信号を入力することと、
    前記入力に応答して、前記複数の感温抵抗器により減衰された複数の相異なる減衰時変信号を前記温度センサネットワークから受け取ることと、
    前記複数の相異なる減衰時変信号から２つ以上の実質的に同時刻における温度値を生成することとを含む、方法。
  21. 前記多重温度センサシステムはコリオリ質量流量計に用いられる、請求項２０に記載の方法。
  22. 前記多重温度センサシステムは振動式デンシトメータに用いられる、請求項２０に記載の方法。
  23. 前記複数の周波数選択フィルタは、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、前記温度測定コントローラからの前記複数の相異なる時変信号を前記温度センサネットワークへ通過させる複数の周波数選択出力フィルタと、
    前記複数の感温抵抗器ＲＴ１およびＲＴ２に結合され、前記温度センサネットワークからの前記複数の相異なる減衰時変信号を前記温度測定コントローラへ通過させる複数の周波数選択入力フィルタとを備えた、請求項２０に記載の方法。
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