JP2017083221A - 多点温度計測器 - Google Patents

Abstract

【課題】各温度センサに共通して設けた定電流源を用いて、同一時刻に多点で温度計測できるとともに高い計測応答性を得る。【解決手段】温度センサＴＳｉごとにセンサ接続回路ＩＦｉを設けて、定電流Ｉ１，Ｉ２が流れる経路中に直列に多段接続し、各ＩＦｉで、前段から入力されたＩ１を多芯配線Ｌｉの信号線Ｌｉ１を介してＴＳｉの測温抵抗体Ｒｔｄｉの一端に供給するとともに、前段から入力されたＩ２をＬｉ１の信号線Ｌｉ２を介してＴＳ１の短絡線Ｓｃｉの一端に供給し、Ｌｉの信号線Ｌｉ３を介してＳｃｉの他端から供給された定電流Ｉ２を後段に出力するとともに、Ｌｉに含まれる信号線Ｌｉ４を介してＲｔｄｉの他端から供給された定電流Ｉ１を後段に出力し、Ｉ１，Ｉ２がＬｉ１，Ｌｉ２に供給される供給端Ｐｉ１，Ｐｉ２の間に発生した電圧を検出電圧Ｖｉとして検出する。【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の測温抵抗体を用いて異なる場所の温度を計測するための多点温度計測技術に関する。

一般に、測温抵抗体（ＲＴＤ：Resistance Temperature Detector）を用いて温度を計測する場合、温度に応じた測温抵抗体の抵抗値変化を、信号処理が容易な電圧値に変換するために、定電流源を必要とする。
このような測温抵抗体を複数用いて、異なる場所の温度を計測する多点温度計測を行う場合、測温抵抗体ごとに定電流源を設けた多点温度計測器が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。

特開２０１５−１３５２３８号公報

しかしながら、測温抵抗体に定電流を供給する場合、常時安定して同じ値の定電流を高い精度で供給する必要があるため、定電流源が比較的高価となる。このため、前述した従来技術のように、測温抵抗体ごとに定電流源を設けた場合、多点温度計測器自体の回路コストが増大するという問題点があった。

これに対して、各測温抵抗体に共通して定電流源を設け、定電流源の出力を定電流切替スイッチにより測温抵抗体のいずれか１つに対して順に切り替える定電流源切替方式が考えられる。図４は、多点温度計測器（定電流源切替方式）の構成を示すブロック図である。
図４の構成例では、３線式の温度センサＴＳ１，ＴＳ２が、それぞれ個別の多芯配線Ｌ１，Ｌ２を介して多点温度計測器５０に接続されており、それぞれ測温抵抗体Ｒｔｄ１，Ｒｔｄ２を有している。定電流源ＩＳ１，ＩＳ２は、これらＴＳ１，ＴＳ２に対して共通して設けられており、それぞれ定電流切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を介してＴＳ１，ＴＳ２と接続されている。

ＴＳ１のＲｔｄ１で温度計測する場合には、ＳＷ１をオンするとともにＳＷ２をオフして、ＩＳ１，ＩＳ２をＴＳ１に接続する。これにより、ＩＳ１からの定電流Ｉ１がＬ１の信号線Ｌ１１を介してＲｔｄ１の一端に供給されるとともに、ＩＳ２からの定電流Ｉ２がＬ１の信号線Ｌ１２を介してＲｔｄ１の他端に供給される。したがって、温度に応じてＲｔｄ１の抵抗値が変化して、Ｌ１１，Ｌ１２にＩ１，Ｉ２を供給する供給端の電圧Ｖａ１，Ｖｂ１の差分が検出電圧Ｖｓ１として検出されて、差動アンプＯＰＡ１で差動増幅され、ＴＳ１周辺の温度に応じた出力電圧Ｖｔ１が出力される。

また、Ｒｔｄ２で温度計測する場合には、ＳＷ１をオフするとともにＳＷ２をオンして、ＩＳ１，ＩＳ２をＴＳ２に接続する。これにより、ＩＳ１からの定電流Ｉ１がＬ２の信号線Ｌ２１を介してＲｔｄ２の一端に供給されるとともに、ＩＳ２からの定電流Ｉ２がＬ２の信号線Ｌ２２を介してＲｔｄ２の他端に供給される。したがって、温度に応じてＲｔｄ２の抵抗値が変化して、Ｌ２１，Ｌ２２にＩ１，Ｉ２を供給する供給端の電圧Ｖａ２，Ｖｂ２の差分が検出電圧Ｖｓ２として検出されて、差動アンプＯＰＡ２で差動増幅され、ＴＳ２周辺の温度に応じた出力電圧Ｖｔ２が出力される。

しかしながら、このような定電流源切替方式によれば、温度センサＴＳ１，ＴＳ２に定電流Ｉ１，Ｉ２を供給する経路上に定電流切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を設け、Ｉ１，Ｉ２の供給先を切り替える必要があるため、ＴＳ１，ＴＳ２で同一時刻に多点で温度計測を行うことができないという問題点がある。また、多点温度計測器５０と温度センサＴＳ１，ＴＳ２とを接続する多芯配線Ｌ１，Ｌ２には容量成分があるため、ＳＷ１，ＳＷ２を切り替えた後に定電流Ｉ１，Ｉ２が安定して温度に応じた検出電圧が得られるまでにある程度の待ち時間が必要となる。このため、計測応答性が低下して、短い周期で温度計測を行うことができないという問題点がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、各温度センサに共通して設けた定電流源を用いて、同一時刻に多点で温度計測できるとともに高い計測応答性が得られる多点温度計測技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる多点温度計測器は、個別の多芯配線を介して各温度センサに定電流を供給し、これに応じて温度センサごとに検出した検出電圧に基づいて、各温度センサの周囲温度をそれぞれ計測する多点温度計測器であって、前記温度センサに共通して設けられて、第１の定電流を出力する第１の定電流源と、前記温度センサに共通して設けられて、前記第１の定電流と同じ電流値からなる第２の定電流を出力する第２の定電流源と、前記温度センサごとに設けられて、前記第１の定電流および前記第２の定電流が流れる経路中に、直列に多段接続された複数のセンサ接続回路と、前記温度センサごとに設けられて、当該温度センサのセンサ接続回路で検出された検出電圧を差動増幅することにより当該温度センサの周囲温度に応じた出力電圧を出力する複数の差動増幅器とを備え、前記センサ接続回路は、前段から入力された前記第１の定電流を前記多芯配線に含まれる第１の信号線を介して前記温度センサの測温抵抗体の一端に供給するとともに、前段から入力された前記第２の定電流を当該多芯配線に含まれる第２の信号線を介して当該温度センサの短絡線の一端に供給し、当該多芯配線に含まれる第３の信号線を介して当該短絡線の他端から供給された前記第２の定電流を後段に出力するとともに、当該多芯配線に含まれる第４の信号線を介して当該測温抵抗体の他端から供給された前記第１の定電流を後段に出力し、前記第１および第２の定電流が当該第１および第２の信号線に供給される供給端の間に発生した電圧を前記検出電圧として検出するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記多点温度計測器の一構成例は、前記センサ接続回路のうち最後段のセンサ接続回路が、前段から入力された前記第１の定電流を前記多芯配線に含まれる第１の信号線を介して前記温度センサの測温抵抗体の一端に供給するとともに、前段から入力された前記第２の定電流を当該多芯配線に含まれる第２の信号線を介して当該測温抵抗体の他端に供給し、当該多芯配線に含まれる第３の信号線を介して当該測温抵抗体の他端から供給された前記第１の定電流および前記第２の定電流を出力し、前記第１および第２の定電流が当該第１および第２の信号線に供給される供給端の間に発生した電圧を前記検出電圧として検出するようにしたものである。

また、本発明にかかる他の多点温度計測器は、個別の多芯配線を介して各温度センサに定電流を供給し、これに応じて温度センサごとに検出した検出電圧に基づいて、各温度センサの周囲温度をそれぞれ計測する多点温度計測器であって、前記温度センサに共通して設けられて、第１の定電流を出力する第１の定電流源と、前記温度センサに共通して設けられて、前記第１の定電流と同じ電流値からなる第２の定電流を出力する第２の定電流源と、前記温度センサごとに設けられて、前記第１の定電流および前記第２の定電流が流れる経路中に、直列に多段接続された複数のセンサ接続回路と、前記温度センサごとに設けられて、当該温度センサのセンサ接続回路で検出された検出電圧を差動増幅することにより当該温度センサの周囲温度に応じた出力電圧を出力する複数の差動増幅器とを備え、前記センサ接続回路のうち最後段以外のセンサ接続回路は、前段から入力された前記第１の定電流を前記多芯配線に含まれる第１の信号線を介して前記温度センサの測温抵抗体の一端に供給するとともに、当該多芯配線に含まれる第２の信号線を介して当該測温抵抗体の他端から供給された前記第１の定電流を後段に出力し、前段から入力された前記第２の定電流を前記第１および前記第２の信号線の合計配線抵抗値と等しい抵抗値を有する補償抵抗を介して後段に出力し、前記第１および第２の定電流が当該第１の信号線および当該補償抵抗に供給される供給端の間に発生した電圧を前記検出電圧として検出し、前記センサ接続回路のうち最後段のセンサ接続回路は、前段から入力された前記第１の定電流を前記多芯配線に含まれる第１の信号線を介して前記温度センサの測温抵抗体の一端に供給するとともに、前段から入力された前記第２の定電流を当該多芯配線に含まれる第２の信号線を介して当該測温抵抗体の他端に供給し、当該多芯配線に含まれる第３の信号線を介して当該測温抵抗体の他端から供給された前記第１の定電流および前記第２の定電流を出力し、前記第１および第２の定電流が当該第１および第２の信号線に供給される供給端の間に発生した電圧を前記検出電圧として検出するようにしたものである。

本発明によれば、すべての温度センサとの間で定電流を個別に入出力することができるとともに、各温度センサの多芯配線において、これら定電流の経路を構成する信号線の配線抵抗を等しくすることができる。
したがって、定電流の供給先を定電流切替スイッチにより切り替える必要がなくなるため、各温度センサに共通して設けた定電流源を用いて、同一時刻に多点で温度計測することが可能となる。また、多芯配線の容量成分に起因する定電流の安定までの待ち時間が不要となり、高い計測応答性を得ることが可能となる。

第１の実施の形態にかかる多点温度計測器の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる多点温度計測器の他の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかる多点温度計測器の構成を示すブロック図である。 多点温度計測器（定電流源切替方式）の構成を示すブロック図である。

［発明の原理］
温度計測器における温度計測では、測温抵抗体における抵抗値の僅かな違いが温度変化として出力されるため、温度センサを接続する多芯配線の配線抵抗が検出電圧に影響しないよう、温度センサに定電流を供給する必要がある。

前述の図４に示した３線式の場合、温度センサＴＳｋ（ｋ＝１または２）を接続する多芯配線Ｌｋに含まれる信号線Ｌｋ１，Ｌｋ２，Ｌｋ３の長さは互いに等しいため、それぞれの配線抵抗も等しくなり、その抵抗値をＲＬｋとする。また、定電流Ｉ１，Ｉ２はともに等しくその電流値をＩとすると、Ｌｋ３に流れる電流はＩ１＋Ｉ２＝２Ｉとなる。この２ＩがＬｋ３から出力される端子Ｐｋ３の電圧をＶｃｋとする。

したがって、測温抵抗体Ｒｔｄｋの抵抗値をＲｔｄとすると、定電流Ｉ１を信号線Ｌｋ１に供給する供給端である端子Ｐｋ１の電圧Ｖａｋは、
Ｖａｋ＝Ｉ×ＲＬｋ＋Ｉ×Ｒｔｄ＋２Ｉ×ＲＬｋ＋Ｖｃｋ
となる。
また、定電流Ｉ２を信号線Ｌｋ２に供給する供給端である端子Ｐｋ２の電圧Ｖｂｋは、
Ｖｂｋ＝Ｉ×ＲＬｋ＋２Ｉ×ＲＬｋ＋Ｖｃｋ
となる。

よって、これらＶａｋ，Ｖｂｋの差分である検出電圧Ｖｋは、
Ｖｋ＝Ｖａｋ−Ｖｂｋ＝Ｉ×Ｒｔｄ
となり、ＶｋにおいてＲＬｋが相殺されていることが分かる。これにより、Ｌｋ１，Ｌｋ２，Ｌｋ３の配線抵抗による検出電圧Ｖｋへの影響が排除されることになり、任意の長さの多芯配線Ｌｋを用いることができる。
したがって、定電流Ｉ１，Ｉ２の経路における配線抵抗を同一とすることが、配線抵抗による検出電圧Ｖｋへの影響を排除する要件となる。

一方、定電流切り替えスイッチＳＷ１，ＳＷ２を用いることなく、ｎ（ｎは２以上の整数）個の温度センサＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎに対する定電流源ＩＳ１，ＩＳ２を共通化を実現する場合、これらＩＳ１，ＩＳ２からの定電流Ｉ１，Ｉ２を、各温度センサＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎへ直列的に供給する必要がある。このためには、例えば先頭のＴＳ１に供給したＩ１，Ｉ２を次段のＴＳ２にも供給する必要がある。
しかし、前述した３線式の温度計測方式では、信号線Ｌｋ３に対してＩ１，Ｉ２の両方が流されるため、これらＩ１，Ｉ２を次段に供給することができない。したがって、ＴＳｋとの間でＩ１，Ｉ２を個別に入出力することが、ＩＳ１，ＩＳ２を共通化を実現するための要件となる。

本発明は、このような配線抵抗による検出電圧への影響を排除するための要件、および定電流の切り替えを行うことなく定電流源を共通化を実現するための要件に着目し、４つの信号線を持つ個別の多芯配線を介して、各温度センサＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎを多点温度計測器１０に接続し、定電流Ｉ１，Ｉ２をこれら信号線を介して、ＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎを直列的に供給するようにしたものである。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる多点温度計測器１０について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる多点温度計測器の構成を示すブロック図である。
この多点温度計測器１０は、個別の多芯配線Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｎを介して各温度センサＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎに定電流Ｉ１，Ｉ２を供給し、これに応じてＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎごとに検出した検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２に基づいて、各温度センサの周囲温度をそれぞれ計測する機能を有している。例えば、多点温度計測器１０は、空調機用の積算熱量計で水温を計測する際に使用される。この種の積算熱量計では、空調機を出入りする水温の温度差と流量に基づき、積算熱量を算出するため、少なくとも２か所で同時に、比較的短い周期で水温を計測する必要がある。

多点温度計測器１０には、主な回路部として、定電流源ＩＳ１，ＩＳ２、センサ接続回路ＩＦ１，ＩＦ２，…，ＩＦｎ、および差動増幅器ＯＰＡ１，ＯＰＡ２，…，ＯＰＡｎが設けられている。

定電流源ＩＳ１は、ＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎに共通して設けられて、定電流Ｉ１を出力する機能を有している。
定電流源ＩＳ２は、ＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎに共通して設けられて、Ｉ１と等しい電流値からなる定電流Ｉ２を出力する機能を有している。

センサ接続回路ＩＦｉ（ＩＦ１，ＩＦ２，…，ＩＦｎ）は、ＴＳｉ（ＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎ）ごとに設けられて、対応する温度センサＴＳｉと多芯配線Ｌｉを介して接続し、Ｉ１，Ｉ２を入出力する機能を有している。ｉは１〜ｎの整数を示す。

より具体的な機能として、ＩＦｉは、前段から入力されたＩ１を端子Ｐｉ１から多芯配線Ｌｉに含まれる信号線Ｌｉ１を介して温度センサＴＳｉの測温抵抗体Ｒｔｄｉの一端に供給する機能と、前段から入力されたＩ２を端子Ｐｉ２からＬｉに含まれる信号線Ｌｉ２を介してＴＳｉの短絡線Ｓｃｉの一端に供給する機能と、Ｌｉに含まれる信号線Ｌｉ３を介してＳｃｉの他端から端子Ｐｉ３へ供給されたＩ２を後段に出力する機能と、Ｌｉに含まれる信号線Ｌｉ４を介してＲｔｄｉの他端から端子Ｐｉ４へ供給されたＩ１を後段に出力する機能と、Ｉ１，Ｉ２がＬｉ１，Ｌｉ２に供給される供給端であるＰｉ１，Ｐｉ２の間に発生した電圧を検出電圧Ｖｉ＝Ｖａｉ−Ｖｂｉとして検出する機能とを有している。

また、これらＩＦｉは、Ｉ１，Ｉ２が流れるそれぞれの経路中に、直列に多段接続されている。これにより、前段のＩＦｉ−１から出力されたＩ１，Ｉ２が、ＩＦｉに入力されてＴＳｉへ供給され、ＴＳｉから戻ったＩ１，Ｉ２がＩＦｉから後段のＩＦｉ＋１へ出力される。
なお、最後段のＩＦｎから出力されたＩ１，Ｉ２は、それぞれ抵抗素子Ｒｃｍ１，Ｒｃｍ２を介して接地電位に流れる。これらＲｃｍ１，Ｒｃｍ２はＩ１，Ｉ２の電流経路の断線検出用に用いられるものであり、断線検出を行わない場合にはＲｃｍｊは不要となるため、最後段のＩＦｎから出力されたＩ１，Ｉ２を直接接地電位に流してもよい。

差動増幅器ＯＰＡｉ（ＯＰＡ１，ＯＰＡ２，…，ＯＰＡｎ）は、ＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎごとに設けられて、温度センサＴＳｉのセンサ接続回路ＩＦｉで検出された検出電圧Ｖｉを差動増幅することにより、温度センサＴＳｉの周囲温度に応じた出力電圧Ｖｔｉを出力する機能を有している。この際、検出電圧Ｖｉには、ＴＳｉより後段の各温度センサに対応する検出電圧が含まれており、出力電圧Ｖｔｉから温度センサＴＳｉの周囲温度を算出する場合には、各温度センサに対応する出力電圧を除外して算出することになる。

温度センサＴＳｉ（ＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎ）は、主な回路部として、測温抵抗体Ｒｔｄｉと短絡線Ｓｃｉとが設けられている。
測温抵抗体Ｒｔｄｉは、温度によって抵抗値が変化する抵抗素子からなり、一端が端子Ｔｉ１を介して信号線Ｌｉ１と接続され、他端が端子Ｔｉ４を介して信号線Ｌｉ４と接続されている。これにより、多点温度計測器１０からの定電流Ｉ１がＲｔｄｉに供給される。
短絡線Ｓｃｉは、単なる導通線からなり、一端が端子Ｔｉ２を介して信号線Ｌｉ２と接続され、他端が端子Ｔｉ３を介して信号線Ｌｉ３と接続されている。これにより、多点温度計測器１０からの定電流Ｉ２がＳｃｉに供給される。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる多点温度計測器１０の動作について説明する。
ＩＳ１から出力されたＩ１は、ＩＦ１に入力された後、Ｐ１１、Ｌ１１、Ｔ１１の順でＴＳ１に供給されてＲｔｄ１の一端に入力される。Ｒｔｄ１の他端から出力されたＩ１は、Ｔ１４、Ｌ１４、Ｐ１４の順でＩＦ１に入力され、次段のＩＦ２へ出力される。
一方、ＩＳ２から出力されたＩ２は、ＩＦ１に入力された後、Ｐ１２、Ｌ１２、Ｔ１２の順でＴＳ１に供給されてＳｃ１の一端に入力される。Ｓｃ１の他端から出力されたＩ２は、Ｔ１３、Ｌ１３、Ｐ１３の順でＩＦ１に入力され、次段のＩＦ２へ出力される。

ＩＦｉ−１から出力されたＩ１は、ＩＦｉに入力された後、Ｐｉ１、Ｌｉ１、Ｔｉ１の順でＴＳｉに供給されてＲｔｄｉの一端に入力される。Ｒｔｄｉの他端から出力されたＩ１は、Ｔｉ４、Ｌｉ４、Ｐｉ４の順でＩＦｉに入力され、次段のＩＦｉ＋１へ出力される。
一方、ＩＳｉ−１から出力されたＩ２は、ＩＦｉに入力された後、Ｐｉ２、Ｌｉ２、Ｔｉ２の順でＴＳｉに供給されてＳｃｉの一端に入力される。Ｓｃｉの他端から出力されたＩ２は、Ｔｉ３、Ｌｉ３、Ｐｉ３の順でＩＦｉに入力され、次段のＩＦｉ＋１へ出力される。

ＩＦｎ−１から出力されたＩ１は、ＩＦｎに入力された後、Ｐｎ１、Ｌｎ１、Ｔｎ１の順でＴＳｎに供給されてＲｔｄｎの一端に入力される。Ｒｔｄｎの他端から出力されたＩ１は、Ｔｎ４、Ｌｎ４、Ｐｎ４の順でＩＦｎに入力され、Ｒｃｍ１を介して接地電位に流れる。
一方、ＩＦｎ−１から出力されたＩ２は、ＩＦｎに入力された後、Ｐｎ２、Ｌｎ２、Ｔｎ２の順でＴＳｎに供給されてＳｃｎの一端に入力される。Ｓｃｎの他端から出力されたＩ２は、Ｔｎ３、Ｌｎ３、Ｐｎ３の順でＩＦｎに入力され、Ｒｃｍ２を介して接地電位に流れる。

このようにして、ＩＦ１，ＩＦ２，…，ＩＦｎは、Ｉ１，Ｉ２が流れるそれぞれの経路中に、直列に多段接続されている。このため、Ｉ１は、ｎ個のＲｔｄｉを直列的に流れることになり、Ｉ２は、ｎ個のＳｃｉを直列的に流れることになる。したがって、すべてのＴＳｉとの間でＩ１，Ｉ２を個別に入出力することができ、定電流切り替えを行うことなく、ＩＳ１，ＩＳ２を共通化を実現するための要件が満たされていることがわかる。

また、Ｌｉに含まれる信号線Ｌｉ１，Ｌｉ２，Ｌｉ３，Ｌｉ４は長さが等しく配線抵抗も等しい。このため、１つのＴＳｉにおいて同一配線抵抗ＲＬｉからなる信号線を、Ｉ１とＩ２とのそれぞれが往復することになる。したがって、すべてのＴＳｉとの間で、Ｉ１，Ｉ２の経路における配線抵抗を同一とすることができ、配線抵抗による検出電圧Ｖｉへの影響を排除する要件が満たされていることがわかる。

具体的には、定電流Ｉ１，Ｉ２の電流値をＩとし、Ｌｉ１，Ｌｉ２，Ｌｉ３，Ｌｉ４の配線抵抗をＲＬｉとし、測温抵抗体Ｒｔｄｉの抵抗値をＲｔｄとすると、定電流Ｉ１を信号線Ｌｉ１に供給する供給端である端子Ｐｉ１の電圧Ｖａｉは、
Ｖａｉ＝Ｉ×ＲＬｉ＋Ｉ×Ｒｔｄ＋Ｉ×ＲＬｉ＋（Ｖａｉ＋１）
となる。
また、定電流Ｉ２を信号線Ｌｉ２に供給する供給端である端子Ｐｉ２の電圧Ｖｂｉは、
Ｖｂｉ＝Ｉ×ＲＬｉ＋Ｉ×ＲＬｉ＋（Ｖｂｉ＋１）
となる。

この際、Ｖａｉ＋１およびＶｂｉ＋１は、最後段のＶａｎおよびＶｂｎから導出できる。よって、これらＶａｉ，Ｖｂｉの差分である検出電圧Ｖｉは、
Ｖｉ＝Ｖａｉ−Ｖｂｉ＝Ｉ×Ｒｔｄ
となり、ＶｉにおいてＲＬｉが相殺されていることが分かる。これにより、Ｌｉ１，Ｌｉ２，Ｌｉ３，Ｌｉ４の配線抵抗による検出電圧Ｖｉへの影響が排除されていることが分かる。

また、図１では、すべての温度センサＴＳｉおよびセンサ接続回路ＩＦｉを同じ構成とした場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、多段接続されたＩＦｉのうち、最後段を除くＩＦ１，ＩＦ２，…，ＩＦｎ−１については、図１と同じ構成とし、最後段の温度センサＴＳｎおよびセンサ接続回路ＩＦｎについては、一般的な３線式としてもよい。これはＩＦｎの次段は存在せず、後段へＩ１，Ｉ２を個別に供給する必要がないからである。

図２は、第１の実施の形態にかかる多点温度計測器の他の構成を示すブロック図である。最後段のＩＦｎは、前段から入力されたＩ１を端子Ｐｎ１から多芯配線Ｌｎに含まれる信号線Ｌｎ１を介して温度センサＴＳｎの測温抵抗体Ｒｔｄｎの一端に供給する機能と、前段から入力されたＩ２を端子Ｐｎ２からＬｎに含まれる信号線Ｌｎ２を介してＲｔｄｎの他端に供給する機能と、Ｌｎに含まれる信号線Ｌｎ３を介してＲｔｄｎの他端から端子Ｐｎ３へ供給されたＩ１＋Ｉ２を、抵抗素子Ｒｃｍを介して接地電位に出力する機能と、Ｉ１，Ｉ２がＬｎ１，Ｌｎ２に供給される供給端であるＰｎ１，Ｐｎ２の間に発生した電圧を検出電圧Ｖｎ＝Ｖａｎ−Ｖｂｎとして検出する機能とを有している。

温度センサＴＳｎには、主な回路部として、測温抵抗体Ｒｔｄｎが設けられており、一般的な３線式の温度センサからなる。
測温抵抗体Ｒｔｄｎは、温度によって抵抗値が変化する抵抗素子からなり、一端が端子Ｔｎ１を介して信号線Ｌｎ１と接続され、他端が端子Ｔｎ２を介して信号線Ｌｎ２と接続されており、同じく他端が端子Ｔｎ３を介して信号線Ｌｎ３と接続されている。

これにより、ＩＦｎ−１から出力されたＩ１は、ＩＦｎに入力された後、Ｐｎ１、Ｌｎ１、Ｔｎ１の順でＴＳｎに供給されてＲｔｄｎの一端に入力される。また、ＩＦｎ−１から出力されたＩ２は、ＩＦｎに入力された後、Ｐｎ２、Ｌｎ２、Ｔｎ２の順でＴＳｎに供給されてＲｔｄｎの他端に入力される。一方、Ｒｔｄｎの他端から出力されたＩ１＋Ｉ２は、Ｔｎ３、Ｌｎ３、Ｐｎ３の順でＩＦｎに入力され、Ｒｃｍを介して接地電位に流れる。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、温度センサＴＳｉごとにセンサ接続回路ＩＦｉを設けて、定電流Ｉ１，Ｉ２が流れる経路中に直列に多段接続し、各ＩＦｉで、前段から入力されたＩ１を多芯配線Ｌｉの信号線Ｌｉ１を介してＴＳｉの測温抵抗体Ｒｔｄｉの一端に供給するとともに、前段から入力されたＩ２をＬｉ１の信号線Ｌｉ２を介してＴＳ１の短絡線Ｓｃｉの一端に供給し、Ｌｉの信号線Ｌｉ３を介してＳｃｉの他端から供給された定電流Ｉ２を後段に出力するとともに、Ｌｉに含まれる信号線Ｌｉ４を介してＲｔｄｉの他端から供給された定電流Ｉ１を後段に出力し、Ｉ１，Ｉ２がＬｉ１，Ｌｉ２に供給される供給端Ｐｉ１，Ｐｉ２の間に発生した電圧を検出電圧Ｖｉとして検出するようにしたものである。

これにより、すべての温度センサＴＳｉとの間でＩ１，Ｉ２を個別に入出力することができるとともに、各ＴＳｉの多芯配線Ｌｉにおいて、Ｉ１，Ｉ２の経路を構成する信号線の配線抵抗を等しくすることができる。
したがって、定電流Ｉ１，Ｉ２の供給先を定電流切替スイッチにより切り替える必要がなくなるため、各温度センサに共通して設けた定電流源ＩＳ１，ＩＳ２を用いて、同一時刻に多点で温度計測することが可能となる。また、Ｌｉの容量成分に起因する定電流Ｉ１，Ｉ２の安定までの待ち時間が不要となり、高い計測応答性を得ることが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、図３を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる多点温度計測器１０について説明する。図３は、第２の実施の形態にかかる多点温度計測器の構成を示すブロック図である。
第１の実施の形態では、定電流Ｉ１，Ｉ２の両方を各温度センサＴＳｉへ供給する場合を例として説明した。本実施の形態では、Ｉ１のみを各温度センサＴＳｉへ供給し、Ｉ２については、センサ接続回路ＩＦｉ内に設けた補償抵抗ＲＣｉを介して次段に供給するようにしたものである。

図３において、センサ接続回路ＩＦｉ（ＩＦ１，ＩＦ２，…，ＩＦｎ）は、ＴＳｉ（ＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎ）ごとに設けられて、対応する温度センサＴＳｉと多芯配線Ｌｉを介して接続し、Ｉ１，Ｉ２を入出力する機能を有している。ｉは１〜ｎの整数を示す。センサ接続回路ＩＦｉおよび温度センサＴＳｉ以外の構成については、第１の実施の形態と同様である。

より具体的な機能として、最後段のＩＦｎ以外のＩＦｊ（ｊ＝１〜ｎ−１の整数）は、前段から入力されたＩ１を端子Ｐｊ１から多芯配線Ｌｊに含まれる信号線Ｌｊ１を介して温度センサＴＳｊの測温抵抗体Ｒｔｄｊの一端に供給する機能と、Ｌｊに含まれる信号線Ｌｊ２を介してＲｔｄｊの他端から端子Ｐｊ２へ供給されたＩ１を後段に出力する機能と、前段から入力されたＩ２をＬｊ１，Ｌｊ２の合計配線抵抗値と等しい抵抗値を有する補償抵抗ＲＣｊを介して後段に出力する機能と、Ｉ１，Ｉ２がＬｊ１およびＲＣｊに供給される供給端の間に発生した電圧を検出電圧Ｖｊ＝Ｖａｊ−Ｖｂｊとして検出する機能とを有している。

また、これらＩＦｊは、Ｉ１，Ｉ２が流れるそれぞれの経路中に、直列に多段接続されている。これにより、前段のＩＦｊ−１から出力されたＩ１，Ｉ２が、ＩＦｊに入力されてＴＳｊへ供給され、ＴＳｊから戻ったＩ１，Ｉ２がＩＦｊから後段のＩＦｊ＋１へ出力される。

また、最後段のＩＦｎは、前段から入力されたＩ１を端子Ｐｎ１からＬｎに含まれる信号線Ｌｎ１を介してＴＳｎの測温抵抗体Ｒｔｄｎの一端に供給する機能と、前段から入力されたＩ２をＬｎに含まれる信号線Ｌｎ２を介してＲｔｄｎの他端に供給する機能と、Ｌｎに含まれる信号線Ｌｎ３を介してＴＳｎの他端から供給されたＩ１，Ｉ２を後段に出力する機能とし、Ｉ１，Ｉ２がＬｎ１，Ｌｎ２に供給される供給端Ｐｎ１，Ｐｎ２の間に発生した電圧を検出電圧Ｖｎ＝Ｖｎａ−Ｖｎｂとして検出する

なお、最後段のＩＦｎから出力されたＩ１，Ｉ２は、抵抗素子Ｒｃｍを介して接地電位に流れる。このＲｃｍはＩ１，Ｉ２の電流経路の断線検出用に用いられるものであり、断線検出を行わない場合にはＲｃｍは不要となるため、最後段のＩＦｎから出力されたＩ１，Ｉ２を直接接地電位に流してもよい。

温度センサＴＳｊには、主な回路部として、測温抵抗体Ｒｔｄｊが設けられており、一般的な２線式の温度センサからなる。
測温抵抗体Ｒｔｄｊは、温度によって抵抗値が変化する抵抗素子からなり、一端が端子Ｔｊ１を介して信号線Ｌｊ１と接続され、他端が端子Ｔｊ２を介して信号線Ｌｊ２と接続されている。

また、温度センサＴＳｎには、主な回路部として、測温抵抗体Ｒｔｄｎが設けられており、一般的な３線式の温度センサである。
測温抵抗体Ｒｔｄｎは、温度によって抵抗値が変化する抵抗素子からなり、一端が端子Ｔｎ１を介して信号線Ｌｎ１と接続され、他端が端子Ｔｎ２を介して信号線Ｌｎ２と接続されており、同じく他端が端子Ｔｎ３を介して信号線Ｌｎ３と接続されている。

［第２の実施の形態の効果］
このように本実施の形態は、定電流Ｉ１だけを各温度センサＴＳｉに対して直列的に供給し、定電流Ｉ２については補償抵抗ＲＣｉを介して後段に供給するようにしたので、温度センサＴＳｉを接続する多芯配線Ｌｉとして信号線Ｌｉ１，Ｌｉ２の２線分あればよい。また、温度センサＴＳｊとして２線式のものを用いることができる。したがって、全体としてハードウェア規模を大幅に削減でき、コスト削減に繋がる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１０…多点温度計測器、ＩＳ１，ＩＳ２…定電流源、ＩＦｉ，ＩＦｊ，ＩＦ１，ＩＦ２，〜，ＩＦｎ…センサ接続回路、ＯＰＡｉ，ＯＰＡｊ，ＯＰＡ１，ＯＰＡ２，〜，ＯＰＡｎ…差分増幅器、ＴＳｉ，ＴＳｊ，ＴＳ１，ＴＳ２，〜，ＴＳｎ…温度センサ、Ｒｔｄｉ，Ｒｔｄｊ，Ｒｔｄ１，Ｒｔｄ２，〜，Ｒｔｄｎ…測温抵抗体、Ｓｃｉ，Ｓｃ１，Ｓｃ２，〜，Ｓｃｎ…短絡線、ＲＣｉ，ＲＣｊ，ＲＣ１，ＲＣ２，〜，ＲＣｎ…補償抵抗、Ｒｃｍｉ，Ｒｃｍｊ，Ｒｃｍ１，Ｒｃｍ２，〜，Ｒｃｍｎ…抵抗素子、Ｌｉ，Ｌｊ，Ｌ１，Ｌ２，〜，Ｌｎ…多芯配線、Ｌｉ１，Ｌｉ２，Ｌｉ３，Ｌｉ４，Ｌｊ１，Ｌｊ２，Ｌｊ３，Ｌｊ４，Ｌｎ１，Ｌｎ２，Ｌｎ３，Ｌｎ４…信号線、Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｉ３，Ｐｉ４，Ｐｊ１，Ｐｊ２，Ｐｎ１，Ｐｎ２，Ｐｎ３，Ｔｉ１，Ｔｉ２，Ｔｉ３，Ｔｉ４，Ｔｊ１，Ｔｊ２，Ｔｎ１，Ｔｎ２，Ｔｎ３…端子、Ｉ１，Ｉ２…定電流、ＲＬ…配線抵抗、Ｖａｉ，Ｖａｎ，Ｖｂｉ，Ｖｂｎ…電圧、Ｖｉ，Ｖｊ，Ｖｎ…検出電圧、Ｖｔｉ…出力電圧。

Claims (3)

1. 個別の多芯配線を介して各温度センサに定電流を供給し、これに応じて温度センサごとに検出した検出電圧に基づいて、各温度センサの周囲温度をそれぞれ計測する多点温度計測器であって、
   前記温度センサに共通して設けられて、第１の定電流を出力する第１の定電流源と、
   前記温度センサに共通して設けられて、前記第１の定電流と同じ電流値からなる第２の定電流を出力する第２の定電流源と、
   前記温度センサごとに設けられて、前記第１の定電流および前記第２の定電流が流れる経路中に、直列に多段接続された複数のセンサ接続回路と、
   前記温度センサごとに設けられて、当該温度センサのセンサ接続回路で検出された検出電圧を差動増幅することにより当該温度センサの周囲温度に応じた出力電圧を出力する複数の差動増幅器とを備え、
   前記センサ接続回路は、前段から入力された前記第１の定電流を前記多芯配線に含まれる第１の信号線を介して前記温度センサの測温抵抗体の一端に供給するとともに、前段から入力された前記第２の定電流を当該多芯配線に含まれる第２の信号線を介して当該温度センサの短絡線の一端に供給し、当該多芯配線に含まれる第３の信号線を介して当該短絡線の他端から供給された前記第２の定電流を後段に出力するとともに、当該多芯配線に含まれる第４の信号線を介して当該測温抵抗体の他端から供給された前記第１の定電流を後段に出力し、前記第１および第２の定電流が当該第１および第２の信号線に供給される供給端の間に発生した電圧を前記検出電圧として検出する
   ことを特徴とする多点温度計測器。
2. 請求項１に記載の多点温度計測器において、
   前記センサ接続回路のうち最後段のセンサ接続回路は、前段から入力された前記第１の定電流を前記多芯配線に含まれる第１の信号線を介して前記温度センサの測温抵抗体の一端に供給するとともに、前段から入力された前記第２の定電流を当該多芯配線に含まれる第２の信号線を介して当該測温抵抗体の他端に供給し、当該多芯配線に含まれる第３の信号線を介して当該測温抵抗体の他端から供給された前記第１の定電流および前記第２の定電流を出力し、前記第１および第２の定電流が当該第１および第２の信号線に供給される供給端の間に発生した電圧を前記検出電圧として検出する
   ことを特徴とする多点温度計測器。
3. 個別の多芯配線を介して各温度センサに定電流を供給し、これに応じて温度センサごとに検出した検出電圧に基づいて、各温度センサの周囲温度をそれぞれ計測する多点温度計測器であって、
   前記温度センサに共通して設けられて、第１の定電流を出力する第１の定電流源と、
   前記温度センサに共通して設けられて、前記第１の定電流と同じ電流値からなる第２の定電流を出力する第２の定電流源と、
   前記温度センサごとに設けられて、前記第１の定電流および前記第２の定電流が流れる経路中に、直列に多段接続された複数のセンサ接続回路と、
   前記温度センサごとに設けられて、当該温度センサのセンサ接続回路で検出された検出電圧を差動増幅することにより当該温度センサの周囲温度に応じた出力電圧を出力する複数の差動増幅器とを備え、
   前記センサ接続回路のうち最後段以外のセンサ接続回路は、前段から入力された前記第１の定電流を前記多芯配線に含まれる第１の信号線を介して前記温度センサの測温抵抗体の一端に供給するとともに、当該多芯配線に含まれる第２の信号線を介して当該測温抵抗体の他端から供給された前記第１の定電流を後段に出力し、前段から入力された前記第２の定電流を前記第１および前記第２の信号線の合計配線抵抗値と等しい抵抗値を有する補償抵抗を介して後段に出力し、前記第１および第２の定電流が当該第１の信号線および当該補償抵抗に供給される供給端の間に発生した電圧を前記検出電圧として検出し、
   前記センサ接続回路のうち最後段のセンサ接続回路は、前段から入力された前記第１の定電流を前記多芯配線に含まれる第１の信号線を介して前記温度センサの測温抵抗体の一端に供給するとともに、前段から入力された前記第２の定電流を当該多芯配線に含まれる第２の信号線を介して当該測温抵抗体の他端に供給し、当該多芯配線に含まれる第３の信号線を介して当該測温抵抗体の他端から供給された前記第１の定電流および前記第２の定電流を出力し、前記第１および第２の定電流が当該第１および第２の信号線に供給される供給端の間に発生した電圧を前記検出電圧として検出する
   ことを特徴とする多点温度計測器。

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