JP2018163140A - 2線式抵抗温度検出器及び使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
RS=R0[1+aT+bT2+cT3(T−100)] (方程式100)
上記式において、
RS=温度TでのRTDセンサ抵抗
R0=RTDセンサの0°Cでの公称抵抗
a、b、及びc=0°C(係数aに対して)、100°C(係数bに対して)、及び260°C(係数cに対して)でのRTDセンサ106の実験的に決定された抵抗測定値に由来しうるカレンダー・ヴァン・ドゥーセン係数
RTDセンサのセンサ温度の変化に応答して変化するセンサ抵抗を有する前記RTDセンサ、
第1の電流パルスと第2の電流パルスを生成するように構成された少なくとも1つのパルス発生装置を有する制御ユニットにRTDセンサを電気的に連結するリードペアであって、全体としてリード抵抗を有するリードペア、及び
前記リードペア間に電気的に連結され、前記第1の電流パルスにさらされると開放状態で動作可能となり、前記第2の電流パルスにさらされると閉鎖状態で動作可能となるスイッチであって、前記開放状態によって、前記第1の電流パルスは前記リードペアと前記RTDセンサを通って流れ、前記閉鎖状態によって、前記第2の電流パルスは前記スイッチを経由して前記リードペアを通って流れ、前記スイッチは前記制御ユニットが前記センサ抵抗と対応するセンサ温度を決定することを可能にする、スイッチ
を備える、2線式抵抗温度検出器(RTD)。
前記第1の電流パルスにさらされるときには、前記開放状態で、
前記第1の電流パルスに対して反対の方向に流れる前記第2の電流パルスにさらされるときには、前記閉鎖状態で
動作可能なダイオードを備える、条項1に記載の2線式RTD。
前記第1の電流パルスにさらされるときには、前記開放状態で、
前記第1の電流パルスを上回る大きさで、前記第1の電流パルスと同じ方向に流れる前記第2の電流パルスにさらされるときには、前記閉鎖状態で
動作可能な電界効果トランジスタを備える、条項1に記載の2線式RTD。
センサ温度の変化に応答して変化するセンサ抵抗を有するRTDセンサと、
前記制御ユニットに前記RTDセンサを電気的に結合するリードペアであって、全体としてリード抵抗を有するリードペアと、
前記リードペア間に電気的に連結され、前記第1の電流パルスにさらされるときには開放状態で動作可能となり、前記第2の電流パルスにさらされるときには閉鎖状態で動作可能となるスイッチであって、前記開放状態によって、前記第1の電流パルスは前記リードペアと前記RTDセンサを通って流れ、前記閉鎖状態によって、前記第2の電流パルスは前記スイッチを経由して前記リードペアを通って流れるスイッチと
を含む2線式抵抗温度検出器、
を備える温度検出システムであって、
前記制御ユニットは、
前記スイッチが前記開放状態にあるときに、前記リード抵抗と結合される前記センサ抵抗と
前記スイッチが前記閉鎖状態にあるときの前記リード抵抗
との間の差分に基づいて、前記センサ抵抗と対応するセンサ温度を決定するように構成される、温度検出システム。
前記第1の電流パルスを生成するように構成される第1のパルス発生装置と、
前記第2の電流パルスを生成するように構成される第2のパルス発生装置と
を含む、条項9に記載の温度検出システム。
前記第2のパルス発生装置は、前記リードのうちの1つに、前記第1のパルス周期と同程度の第2のパルス周期で、前記第2の電流パルスを印加するように構成されており、また、
前記第2の電流パルスは、前記第1のパルス周期よりも短く、前記第1のパルス幅よりも長い第2のパルス幅を有し、第1のパルス周期中にある期間だけ前記RTDセンサに電圧が加えられることがないように、前記第1のパルス幅の少なくとも一部と重なっている、条項12に記載の温度検出システム。
前記第2のパルス発生装置は、前記リードのうちの1つに、前記第1のパルス周期の一部となる第2のパルス周期で、前記第1のパルス周期の各々の間に、第2のパルス幅が第1のパルス幅の少なくとも一部と重なり、また、前記RTDセンサに電圧が加えられることがないような方法で、前記第2の電流パルスを印加するように構成されている、条項12に記載の温度検出システム。
前記第1の電流パルスに応答して、前記第1の電流パルスが前記リードペアと前記RTDセンサを通って流れるようにする開放状態で前記スイッチを操作すること、
前記スイッチが前記開放状態にあるときの前記センサ抵抗と前記リード抵抗の組み合わせを含む第1の抵抗を、前記スイッチが前記開放状態にあるときに測定すること、
前記パルス発生装置を使用して、前記リードペアの1つのリードに第2の電流パルスを印加すること、
前記第2の電流パルスに応答して、前記第2の電流パルスが前記スイッチを経由して前記リードペアを通って流れるようにする閉鎖状態で前記スイッチを操作すること、
前記スイッチが前記閉鎖状態にあるとき、前記リード抵抗を含む第2の抵抗を測定すること、及び
前記第1の抵抗と前記第2の抵抗との間の差分に基づいて、前記センサ抵抗と対応するセンサ温度を決定すること
を含む、温度測定の方法。
前記第1の電流パルスを上回る大きさの前記第2の電流パルスを印加することを含む、条項15に記載の方法。
双方向パルス発生装置を使用して、前記リードのうちの1つに前記第1の電流パルスを第1の方向で印加すること、及び
前記双方向パルス発生装置を使用して、前記リードのうちの残りの1つに前記第2の電流パルスを第2の方向で印加すること
を含む、条項15に記載の方法。
第1のパルス発生装置を使用して、リードに前記第1の電流パルスを印加すること、及び
第2のパルス発生装置を使用して、リードに前記第2の電流パルスを印加すること
を含む、条項15に記載の方法。
前記第1の電流パルス発生装置を使用して、前記リードのうちの1つに、第1のパルス周期で、前記第1のパルス周期を下回る第1のパルス幅を有する前記第1の電流パルスを印加すること、
前記第2の電流パルス発生装置を使用して、前記リードのうちの1つに、前記第1のパルス周期と同程度の第2のパルス周期で前記第2の電流パルスを印加することを含み、
前記第2の電流パルスは、前記第1のパルス周期よりも短く、前記第1のパルス幅よりも長い第2のパルス幅を有し、第1のパルス周期中にある期間だけRTDセンサに電圧が加えられることがないように、前記第1のパルス幅の少なくとも一部と重なっている、条項18に記載の方法。
前記第1の電流パルス発生装置を使用して、前記リードのうちの1つに、第1のパルス周期で、前記第1のパルス周期を下回る第1のパルス幅を有する前記第1の電流パルスを印加すること、及び
前記第2の電流パルス発生装置を使用して、前記リードのうちの1つに、第1のパルス周期の一部となる第2のパルス周期で、前記第1のパルス周期の各々の間に、第2のパルス幅が第1のパルス幅の少なくとも一部と重なり、また、前記RTDセンサに電圧が加えられることがないような方法で、前記第2の電流パルスを印加すること
を含む、条項18に記載の方法。
Claims (10)
- 2線式抵抗温度検出器(RTD)(102)であって、
RTDセンサ(106)のセンサ温度(T)の変化に応答して変化するセンサ抵抗(RS)を有する前記RTDセンサ(106)、
第1の電流パルス(146)と第2の電流パルス(151)を生成するように構成された少なくとも1つのパルス発生装置(142)を有する制御ユニット(140)にRTDセンサ(106)を電気的に連結するリードペア(130)であって、全体としてリード抵抗(RL)を有するリードペア(130)、及び
前記リードペア(130)間に電気的に連結され、前記第1の電流パルス(146)にさらされると開放状態(162)で動作可能となり、前記第2の電流パルス(151)にさらされると閉鎖状態(164)で動作可能となるスイッチ(160)であって、前記開放状態(162)によって、前記第1の電流パルス(146)は前記リードペア(130)と前記RTDセンサ(106)を通って流れ、前記閉鎖状態(164)によって、前記第2の電流パルス(151)は前記スイッチ(160)を経由して前記リードペア(130)を通って流れ、前記スイッチ(160)は前記制御ユニット(140)が前記センサ抵抗(RS)及び対応するセンサ温度(T)を決定することを可能にする、スイッチ(160)
を備える、2線式抵抗温度検出器(RTD)(102)。 - 前記第2の電流パルス(151)は前記第1の電流パルス(146)を上回る大きさを有する、請求項1に記載の2線式RTD(102)。
- 前記スイッチ(160)は、前記開放状態(162)に対応する開放位置(170)と、前記閉鎖状態(164)に対応する閉鎖位置(172)との間で動作可能な能動スイッチ(166)で、前記スイッチ(160)は前記開放位置(170)へ付勢される、請求項1又は2に記載の2線式RTD(102)。
- 前記スイッチ(160)は、
前記第1の電流パルス(146)にさらされるときには、前記開放状態(162)で、
前記第1の電流パルス(146)に対して反対の方向に流れる前記第2の電流パルス(151)にさらされるときには、前記閉鎖状態(164)で
動作可能なダイオード(176)を備える、請求項1から3のいずれか一項に記載の2線式RTD(102)。 - 前記スイッチ(160)は、
前記第1の電流パルス(146)にさらされるときには、前記開放状態(162)で、
前記第1の電流パルス(146)を上回る大きさで、前記第1の電流パルス(146)と同じ方向に流れる前記第2の電流パルス(151)にさらされるときには、前記閉鎖状態(164)で
動作可能な電界効果トランジスタ(182)を備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の2線式RTD(102)。 - 前記スイッチ(160)は、前記RTDセンサ(106)から、前記リードペア(130)のいずれか一方のリード132/134の約10パーセント未満の距離の範囲内に配置される、請求項1から5のいずれか一項に記載の2線式RTD(102)。
- 制御ユニット(140)のパルス発生装置(142)を使用して、センサ抵抗(RS)を有するRTDセンサ(106)に前記制御ユニット(140)を電気的に連結するリードペア(130)であって、全体としてリード抵抗(RL)を有し、スイッチ(160)によって電気的に連結されているリードペア(130)の1つのリードに、第1の電流パルス(146)を印加すること、
前記第1の電流パルス(146)に応答して、前記第1の電流パルス(146)が前記リードペア(130)と前記RTDセンサ(106)を通って流れるようにする開放状態(162)で前記スイッチ(160)を操作すること、
前記スイッチ(160)が前記開放状態(162)にあるときの前記センサ抵抗(RS)と前記リード抵抗(RL)の組み合わせを含む第1の抵抗を、前記スイッチ(160)が前記開放状態(162)にあるときに測定すること、
前記パルス発生装置(142)を使用して、前記リードペア(130)の1つのリードに、前記第1の電流パルス(146)を上回る大きさの第2の電流パルス(151)を印加すること、
前記第2の電流パルス(151)に応答して、前記第2の電流パルス(151)が前記スイッチ(160)を経由して前記リードペア(130)を通って流れるようにする閉鎖状態(164)で前記スイッチ(160)を操作すること、
前記スイッチ(160)が前記閉鎖状態(164)にあるとき、前記リード抵抗(RL)を含む第2の抵抗を測定すること、及び
前記第1の抵抗と前記第2の抵抗との間の差分に基づいて、前記センサ抵抗(RS)と対応するセンサ温度(T)を決定すること
を含む、温度測定の方法。 - 前記開放状態(162)にある前記スイッチ(160)を操作するステップと、前記閉鎖状態(164)にある前記スイッチ(160)を操作するステップはそれぞれ、
双方向パルス発生装置(158)を使用して、前記リード132/134のうちの1つに前記第1の電流パルス(146)を第1の方向で印加すること、及び
前記双方向パルス発生装置(158)を使用して、前記リード132/134のうちの残りの1つに前記第2の電流パルス(151)を第2の方向で印加すること
を含む、請求項7に記載の方法。 - 前記ペアの1つのリードに前記第1の電流パルス(146)を印加するステップと、前記ペアの1つのリードに前記第2の電流パルス(151)を印加するステップは、
前記第1の電流パルス発生装置(122)を使用して、前記リード132/134のうちの1つに、第1のパルス周期で、前記第1のパルス周期を下回る第1のパルス幅を有する前記第1の電流パルス(146)を印加すること、
前記第2の電流パルス発生装置(152)を使用して、前記リード132/134のうちの1つに、前記第1のパルス周期と同程度の第2のパルス周期で前記第2の電流パルス(151)を印加することを含み、
前記第2の電流パルス(151)は、前記第1のパルス周期よりも短く、前記第1のパルス幅よりも長い第2のパルス幅を有し、第1のパルス周期中のある期間だけ前記RTDセンサ(106)に電圧が加えられることがないように、前記第1のパルス幅の少なくとも一部と重なっている、請求項7又は8に記載の方法。 - 前記ペアの1つのリードに前記第1の電流パルス(146)を印加するステップと、前記ペアの1つのリードに前記第2の電流パルス(151)を印加するステップは、
前記第1の電流パルス発生装置(144)を使用して、前記リード132/134のうちの1つに、第1のパルス周期で、前記第1のパルス周期を下回る第1のパルス幅を有する前記第1の電流パルス(146)を印加すること、及び
前記第2の電流パルス発生装置(152)を使用して、前記リード132/134のうちの1つに、第1のパルス周期の一部となる第2のパルス周期で、前記第1のパルス周期の各々の間に、第2のパルス幅が第1のパルス幅の少なくとも一部と重なり、また、前記RTDセンサ(106)に電圧が加えられることがないような方法で、前記第2の電流パルス(151)を印加すること
を含む、請求項7から9のいずれか一項に記載の方法。
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