JP2025035346A - 温度測定装置および補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度測定装置の補正における基準となる抵抗器の抵抗が正確に測定できるようにする。
【解決手段】検査用抵抗体１５０に第１配線１０１、第２配線１０２、および第３配線１０３を接続した状態で、第１配線１０１に対して電流値Ｉの第１定電流を供給し、第２配線１０２に対して第２定電流を供給せずに、第１配線１０１と第３配線１０３との間に生じる第１検査電圧、および第２配線１０２と第３配線１０３との間に生じる第２検査電圧とを測定し、第２配線１０２に対して電流値Ｉの第２定電流を供給し、第１配線１０１に対して第１定電流を供給せずに、第１配線１０１と第３配線１０３との間に生じる第３検査電圧、および第２配線１０２と第３配線１０３との間に生じる第４検査電圧とを測定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、温度測定装置および補正方法に関する。

工場、ビルなどに一般的に用いられている温度測定装置として、測温抵抗体としてＰｔを用い、測温抵抗体によるセンサ部と温度測定装置とを３線で接続する構成が良く使われている。測温抵抗体の一端に第１配線を接続し、測温抵抗体の他端に第２配線および第３配線を接続して特定の計算を行うことで、配線抵抗成分を補正してキャンセルすることで精度の高い温度計測機能を実現している（特許文献１）。

この配線抵抗成分の補正のための抵抗測定では、温度測定装置を、正確な抵抗値を出力するデジタル抵抗器を備えた検査装置に接続し、基準となるデジタル抵抗器の抵抗を測定する。この抵抗測定では、第１配線と第２配線から同時に所定の検査電流Ｉ（例えば１ｍＡ）を流し、第１配線と第３配線との間の電圧Ｖ１を測定し、第２配線と第３配線との間の電圧Ｖ２を測定する。

ここで、「Ｖ１＝（ｒ１＋ｒ２＋Ｒ）Ｉ＋ｒ２×２Ｉ」であり、「Ｖ２＝（ｒ１＋ｒ２）Ｉ＋ｒ２×２Ｉ」である。なお、ｒ１は、温度測定装置内の第１配線および第２配線への内部配線の抵抗値、ｒ２は、第１配線、第２配線、第３配線の抵抗値、Ｒは、測温抵抗体の抵抗値である。

Ｖ１からＶ２を減ずると、（ｒ１＋ｒ２＋Ｒ）Ｉ＋ｒ２×２Ｉ－｛（ｒ１＋ｒ２）Ｉ＋ｒ２×２Ｉ｝＝Ｒ・Ｉとなり、Ｒ＝（Ｖ１－Ｖ２）÷Ｉにより、温度測定装置によるデジタル抵抗器の抵抗測定結果が得られる。この測定結果が１００．５Ωであった場合、デジタル抵抗器の抵抗値は１００Ωであるので、誤差が０．５Ωとなる。従って、温度測定装置において、測定値に－０．５Ωを補正値として加えて測定結果として出力するように設定する。

特開２０１９－０２７８４８号公報

ところで、上述した装置本体におけるデジタル抵抗器の抵抗値の測定では、第１配線、第２配線、第３配線の各々の配線抵抗が全て等しいことを前提としている。しかしながら、例えば、上述したデジタル抵抗器を用いて補正のための測定を実施するときに、第１配線、第２配線、第３配線を検査装置に接続するときの接続抵抗が、各々異なる場合がある。特に、迅速な検査を実施するために接触型の検査装置を用いる場合、第１配線、第２配線、第３配線の間で接触抵抗差が発生しやすいものとなる。このため、上述した従来の温度測定装置の補正では、基準となる抵抗器の抵抗を正確に測定できないという問題があった。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、温度測定装置の補正における基準となる抵抗器の抵抗が正確に測定できるようにすることを目的とする。

本発明に係る温度測定装置は、測温抵抗体の一端に接続される第１配線と、測温抵抗体の他端に接続される第２配線および第３配線と、第１配線に対して第１定電流を供給する第１定電流源と、第２配線に対して第２定電流を供給する第２定電流源と、第３配線を接地電位に終端接続する終端回路と、第１定電流源と第１配線との間に接続されて、第１定電流の電流値に応じて電圧値が変化する基準電圧を生成するように構成された基準電圧回路と、基準電圧に基づいて第１配線と第２配線との間に生じる第１差分電圧をＡＤ変換するＡＤ変換器と、補正値を記憶するように構成された記憶回路と、ＡＤ変換器から出力された第１差分電圧の変換結果に基づいて、測温抵抗体の測温抵抗値を求め、求めた測温抵抗値を補正値で補正して検出温度を算出するように構成された処理回路と、第１配線に対して第１定電流を供給し、第２配線に対して第２定電流を供給しない第１検査測定モードで、第１配線と第３配線との間に生じる第１検査電圧、および第２配線と第３配線との間に生じる第２検査電圧とを測定するように構成された第１測定回路と、第２配線に対して第２定電流を供給し、第１配線に対して第１定電流を供給しない第２検査測定モードで、第１配線と第３配線との間に生じる第３検査電圧、および第２配線と第３配線との間に生じる第４検査電圧とを測定するように構成された第２測定回路と、第１検査電圧、第２検査電圧、第３検査電圧、および第４検査電圧から第１配線の第１配線抵抗と第２配線の第２配線抵抗とを求めるように構成された第１演算回路と、第１配線に対して第１定電流を供給し、第２配線に対して第２定電流を供給する第３検査測定モードで、第１配線と第３配線との間に生じる第５検査電圧、および第２配線と第３配線との間に生じる第６検査電圧とを測定するように構成された第３測定回路と、第１配線抵抗、第２配線抵抗、第５検査電圧、および第６検査電圧を用いて、第１配線、第２配線、および第３配線に接続された検査用抵抗体の測定抵抗値を求めるように構成された第２演算回路と、測定抵抗値と検査用抵抗体の既知の抵抗値との差を補正値として求めて記憶回路に設定するように構成された第３演算回路とを備える。

上記温度測定装置の一構成例において、第１測定回路、第２測定回路、第３測定回路は、検査用抵抗体の一端に第１配線が接続され、検査用抵抗体の他端に第２配線および第３配線が接続された状態で測定を実施する。

また、本発明に係る補正方法は、測温抵抗体の一端に接続される第１配線と、測温抵抗体の他端に接続される第２配線および第３配線と、第１配線に対して第１定電流を供給する第１定電流源と、第２配線に対して第２定電流を供給する第２定電流源と、第３配線を接地電位に終端接続する終端回路と、第１定電流源と第１配線との間に接続されて、第１定電流の電流値に応じて電圧値が変化する基準電圧を生成する基準電圧回路と、基準電圧に基づいて第１配線と第２配線との間に生じる第１差分電圧をＡＤ変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器から出力された第１差分電圧の変換結果に基づいて、測温抵抗体の測温抵抗値を求めて検出温度を算出する処理回路とを備える測温抵抗体の検出温度を測定する温度測定装置の補正方法であって、抵抗値が既知の検査用抵抗体に第１配線、第２配線、および第３配線を接続した状態で、第１配線に対して第１定電流を供給し、第２配線に対して第２定電流を供給しない第１検査測定モードで、第１配線と第３配線との間に生じる第１検査電圧、および第２配線と第３配線との間に生じる第２検査電圧とを測定する第１ステップと、検査用抵抗体に第１配線、第２配線、および第３配線を接続した状態で、第２配線に対して第２定電流を供給し、第１配線に対して第１定電流を供給しない第２検査測定モードで、第１配線と第３配線との間に生じる第３検査電圧、および第２配線と第３配線との間に生じる第４検査電圧とを測定する第２ステップと、第１検査電圧、第２検査電圧、第３検査電圧、および第４検査電圧から第１配線の第１配線抵抗と第２配線の第２配線抵抗とを求める第３ステップと、検査用抵抗体に第１配線、第２配線、および第３配線を接続した状態で、第１配線に対して第１定電流を供給し、第２配線に対して第２定電流を供給する第３検査測定モードで、第１配線と第３配線との間に生じる第５検査電圧、および第２配線と第３配線との間に生じる第６検査電圧とを測定する第４ステップと、第１配線抵抗、第２配線抵抗、第５検査電圧、および第６検査電圧を用いて、検査用抵抗体の測定抵抗値を求める第５ステップと、測定抵抗値と検査用抵抗体の既知の抵抗値との差を補正値として求める第６ステップとを備える。

上記補正方法の一構成例において、温度測定装置は、補正値を記憶するように構成された記憶回路を備え、処理回路は、ＡＤ変換器から出力された第１差分電圧の変換結果に基づいて、測温抵抗体の測温抵抗値を求め、求めた測温抵抗値を補正値で補正して検出温度を算出する。

以上説明したように、本発明によれば、第１配線に対して第１定電流を供給し、第２配線に対して第２定電流を供給しない第１検査測定モード、および第２配線に対して第２定電流を供給し、第１配線に対して第１定電流を供給しない第２検査測定モードの各々で、電圧測定を実施するので、温度測定装置の補正における基準となる抵抗器の抵抗が正確に測定できる。

図１は、本発明の実施の形態に係る温度測定装置１００の構成を示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る補正方法を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態に係る温度測定装置１００について図１を参照して説明する。この温度測定装置１００は、第１配線１０１、第２配線１０２、第３配線１０３、第１定電流源１０４、第２定電流源１０５、終端回路１０６、基準電圧回路１０７、ＡＤ変換器１０８、記憶回路１０９、処理回路１１０、第１測定回路１１１、第２測定回路１１２、第３測定回路１１３、第１演算回路１１４、第２演算回路１１５、および第３演算回路１１６を備える。

第１配線１０１は、温度測定に用いられる測温抵抗体の一端に接続され、第２配線１０２および第３配線１０３は、測温抵抗体の他端に接続される。温度測定装置１００の補正のための検査において、第１測定回路１１１、第２測定回路１１２、第３測定回路１１３は、検査用抵抗体１５０の一端に第１配線１０１が接続され、検査用抵抗体１５０の他端に第２配線１０２および第３配線１０３が接続される。この状態で、検査のための検査用抵抗体１５０の抵抗値の測定が実施される。検査用抵抗体１５０は、デジタル抵抗器などの既知の抵抗値を出力するものである。

第１定電流源１０４は、第１配線１０１に対して第１定電流を供給し、第２定電流源１０５は、第２配線１０２に対して第２定電流を供給する。終端回路１０６は、第３配線１０３を接地電位に終端接続する。基準電圧回路１０７は、第１定電流源１０４と第１配線１０１との間に接続されて、第１定電流の電流値に応じて電圧値が変化する基準電圧を生成する。

ＡＤ変換器１０８は、基準電圧に基づいて第１配線１０１と第２配線１０２との間に生じる第１差分電圧をＡＤ変換する。記憶回路１０９は、補正値を記憶する。処理回路１１０は、ＡＤ変換器１０８から出力された第１差分電圧の変換結果に基づいて、測温抵抗体の測温抵抗値を求め、求めた測温抵抗値を補正値で補正して検出温度を算出する。

第１測定回路１１１は、第１配線１０１に対して第１定電流Ｉを供給し、第２配線１０２に対して第２定電流を供給しない第１検査測定モードで、第１配線１０１と第３配線１０３との間に生じる第１検査電圧、および第２配線１０２と第３配線１０３との間に生じる第２検査電圧とを測定する。

第２測定回路１１２は、第２配線１０２に対して第２定電流Ｉを供給し、第１配線１０１に対して第１定電流を供給しない第２検査測定モードで、第１配線１０１と第３配線１０３との間に生じる第３検査電圧、および第２配線１０２と第３配線１０３との間に生じる第４検査電圧とを測定する。

第１演算回路１１４は、第１検査電圧、第２検査電圧、第３検査電圧、および第４検査電圧から第１配線１０１の第１配線抵抗ｒ２と第２配線１０２の第２配線抵抗ｒ３とを求める。

第３測定回路１１３は、第１配線１０１に対して第１定電流を供給し、第２配線１０２に対して第２定電流を供給する第３検査測定モードで、第１配線１０１と第３配線１０３との間に生じる第５検査電圧、および第２配線１０２と第３配線１０３との間に生じる第６検査電圧とを測定する。

第２演算回路１１５は、第１配線抵抗ｒ２、第２配線抵抗ｒ３、第５検査電圧、および第６検査電圧を用いて、第１配線１０１、第２配線１０２、および第３配線１０３に接続された検査用抵抗体１５０の測定抵抗値Ｒ’を求める。

第３演算回路１１６は、測定抵抗値Ｒ’と検査用抵抗体１５０の既知の抵抗値Ｒとの差を補正値として求めて記憶回路１０９に設定する。

次に、本発明の実施の形態に係る補正方法について、図２を参照して説明する。この補正方法は、温度測定装置１００の補正方法である。

まず、第１ステップＳ１０１で、抵抗値が既知の検査用抵抗体１５０に第１配線１０１、第２配線１０２、および第３配線１０３を接続した状態で、第１配線１０１に対して電流値Ｉの第１定電流を供給し、第２配線１０２に対して第２定電流を供給しない第１検査測定モードで、第１測定回路１１１が、第１配線１０１と第３配線１０３との間に生じる第１検査電圧Ｖ１、および第２配線１０２と第３配線１０３との間に生じる第２検査電圧Ｖ２とを測定する。

次に、第２ステップＳ１０２で、検査用抵抗体１５０に第１配線１０１、第２配線１０２、および第３配線１０３を接続した状態で、第２配線１０２に対して電流値Ｉの第２定電流を供給し、第１配線１０１に対して第１定電流を供給しない第２検査測定モードで、第２測定回路１１２が、第１配線１０１と第３配線１０３との間に生じる第３検査電圧Ｖ１’、および第２配線１０２と第３配線１０３との間に生じる第４検査電圧Ｖ２’とを測定する。

次に、第３ステップＳ１０３で、第１演算回路１１４が、第１検査電圧Ｖ１、第２検査電圧Ｖ２、第３検査電圧Ｖ１’、および第４検査電圧Ｖ２’から第１配線１０１の第１配線抵抗ｒ２と第２配線１０２の第２配線抵抗ｒ３とを求める。

ここで、「Ｖ１＝（ｒ１＋ｒ２＋Ｒ＋ｒ４）Ｉ」、「Ｖ２＝ｒ４×Ｉ」である。また、「Ｖ１’＝ｒ４×Ｉ」、「Ｖ２’＝（ｒ１＋ｒ３＋ｒ４）Ｉ」である。従って、「ｒ２＝（Ｖ１－Ｖ２）÷Ｉ－（ｒ１＋Ｒ）」および「ｒ３＝（Ｖ２’－Ｖ１’）÷Ｉ－ｒ１」となり、第１検査電圧Ｖ１、第２検査電圧Ｖ２、第３検査電圧Ｖ１’、第４検査電圧Ｖ２’が測定されれば、第１配線抵抗ｒ２、第２配線抵抗ｒ３が求められる。なお、ｒ１は、温度測定装置１００の内部における第１配線１０１および第２配線１０２への内部配線の抵抗値であり、既知である。また、ｒ４は、第３配線１０３の第３配線抵抗である。また、Ｒは、検査用抵抗体１５０の抵抗値であり、既知である。

次に、第４ステップＳ１０４で、検査用抵抗体１５０に第１配線１０１、第２配線１０２、および第３配線１０３を接続した状態で、第１配線１０１に対して電流値Ｉの第１定電流を供給し、第２配線１０２に対して電流値Ｉの第２定電流を供給する第３検査測定モードで、第３測定回路１１３が、第１配線１０１と第３配線１０３との間に生じる第５検査電圧Ｖ１”、および第２配線１０２と第３配線１０３との間に生じる第６検査電圧Ｖ２”とを測定する。

次に、第５ステップＳ１０５で、第２演算回路１１５が、第１配線抵抗ｒ２、第２配線抵抗ｒ３、第５検査電圧Ｖ１”、および第６検査電圧Ｖ２”を用いて、検査用抵抗体１５０の測定抵抗値Ｒ’を求める。

ここで、「Ｖ１”＝（ｒ１＋ｒ２＋Ｒ’）＋ｒ４×２Ｉ」、「Ｖ２”＝（ｒ１＋ｒ３）×Ｉ＋ｒ４×２Ｉ」となるので、「Ｒ’＝（Ｖ１”－Ｖ２”）÷Ｉ＋（ｒ２－ｒ３）」となり、第１配線抵抗ｒ２、第２配線抵抗ｒ３が求められていれば、測定された第５検査電圧Ｖ１”、および第６検査電圧Ｖ２”より、検査用抵抗体１５０の測定抵抗値Ｒ’を求めることができる。

次に、第６ステップＳ１０６で、第３演算回路１１６が、測定抵抗値Ｒ’と検査用抵抗体１５０の既知の抵抗値Ｒとの差を補正値として求める。また、求めた補正値は、記憶回路１０９に記憶される。温度測定装置１００による実測では、上述したことにより記憶回路１０９に記憶された補正値を用い、処理回路１１０は、ＡＤ変換器１０８から出力された第１差分電圧の変換結果に基づいて、測温抵抗体の測温抵抗値を求め、求めた測温抵抗値を補正値で補正して検出温度を算出する。

上述したように、実施の形態によれば、第１配線１０１の第１配線抵抗ｒ２と第２配線１０２の第２配線抵抗ｒ３とが求められるので、第１配線１０１、第２配線１０２、第３配線１０３を検査装置に接続するときの接続抵抗が、各々異なっていても、検査用抵抗体１５０の抵抗値を正確に測定できるようになる。

以上に説明したように、本発明によれば、第１配線に対して第１定電流を供給し、第２配線に対して第２定電流を供給しない第１検査測定モード、および第２配線に対して第２定電流を供給し、第１配線に対して第１定電流を供給しない第２検査測定モードの各々で、電圧測定を実施するので、温度測定装置の補正における基準となる抵抗器の抵抗が正確に測定できるようになる。

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。

１０１…第１配線、１０２…第２配線、１０３…第３配線、１０４…第１定電流源、１０５…第２定電流源、１０６…終端回路、１０７…基準電圧回路、１０８…ＡＤ変換器、１０９…記憶回路、１１０…処理回路、１１１…第１測定回路、１１２…第２測定回路、１１３…第３測定回路、１１４…第１演算回路、１１５…第２演算回路、１１６…第３演算回路、１５０…検査用抵抗体。

Claims (4)

1. 測温抵抗体の一端に接続される第１配線と、前記測温抵抗体の他端に接続される第２配線および第３配線と、
   前記第１配線に対して第１定電流を供給する第１定電流源と、
   前記第２配線に対して第２定電流を供給する第２定電流源と、
   前記第３配線を接地電位に終端接続する終端回路と、
   前記第１定電流源と前記第１配線との間に接続されて、前記第１定電流の電流値に応じて電圧値が変化する基準電圧を生成するように構成された基準電圧回路と、
   前記基準電圧に基づいて前記第１配線と前記第２配線との間に生じる第１差分電圧をＡＤ変換するＡＤ変換器と、
   補正値を記憶するように構成された記憶回路と、
   前記ＡＤ変換器から出力された前記第１差分電圧の変換結果に基づいて、前記測温抵抗体の測温抵抗値を求め、求めた測温抵抗値を前記補正値で補正して検出温度を算出するように構成された処理回路と、
   前記第１配線に対して前記第１定電流を供給し、前記第２配線に対して前記第２定電流を供給しない第１検査測定モードで、前記第１配線と前記第３配線との間に生じる第１検査電圧、および前記第２配線と前記第３配線との間に生じる第２検査電圧とを測定するように構成された第１測定回路と、
   前記第２配線に対して前記第２定電流を供給し、前記第１配線に対して前記第１定電流を供給しない第２検査測定モードで、前記第１配線と前記第３配線との間に生じる第３検査電圧、および前記第２配線と前記第３配線との間に生じる第４検査電圧とを測定するように構成された第２測定回路と、
   前記第１検査電圧、前記第２検査電圧、前記第３検査電圧、および前記第４検査電圧から前記第１配線の第１配線抵抗と前記第２配線の第２配線抵抗とを求めるように構成された第１演算回路と、
   前記第１配線に対して前記第１定電流を供給し、前記第２配線に対して前記第２定電流を供給する第３検査測定モードで、前記第１配線と前記第３配線との間に生じる第５検査電圧、および前記第２配線と前記第３配線との間に生じる第６検査電圧とを測定するように構成された第３測定回路と、
   前記第１配線抵抗、前記第２配線抵抗、前記第５検査電圧、および前記第６検査電圧を用いて、前記第１配線、前記第２配線、および前記第３配線に接続された検査用抵抗体の測定抵抗値を求めるように構成された第２演算回路と、
   前記測定抵抗値と前記検査用抵抗体の既知の抵抗値との差を前記補正値として求めて前記記憶回路に設定するように構成された第３演算回路と
   を備える温度測定装置。
2. 請求項１記載の温度測定装置において、
   前記第１測定回路、前記第２測定回路、前記第３測定回路は、前記検査用抵抗体の一端に前記第１配線が接続され、前記検査用抵抗体の他端に前記第２配線および前記第３配線が接続された状態で測定を実施する温度測定装置。
3. 測温抵抗体の一端に接続される第１配線と、前記測温抵抗体の他端に接続される第２配線および第３配線と、
   前記第１配線に対して第１定電流を供給する第１定電流源と、
   前記第２配線に対して第２定電流を供給する第２定電流源と、
   前記第３配線を接地電位に終端接続する終端回路と、
   前記第１定電流源と前記第１配線との間に接続されて、前記第１定電流の電流値に応じて電圧値が変化する基準電圧を生成する基準電圧回路と、
   前記基準電圧に基づいて前記第１配線と前記第２配線との間に生じる第１差分電圧をＡＤ変換するＡＤ変換器と、
   前記ＡＤ変換器から出力された前記第１差分電圧の変換結果に基づいて、前記測温抵抗体の測温抵抗値を求めて検出温度を算出する処理回路と
   を備える前記測温抵抗体の検出温度を測定する温度測定装置の補正方法であって、
   抵抗値が既知の検査用抵抗体に前記第１配線、前記第２配線、および前記第３配線を接続した状態で、前記第１配線に対して前記第１定電流を供給し、前記第２配線に対して前記第２定電流を供給しない第１検査測定モードで、前記第１配線と前記第３配線との間に生じる第１検査電圧、および前記第２配線と前記第３配線との間に生じる第２検査電圧とを測定する第１ステップと、
   前記検査用抵抗体に前記第１配線、前記第２配線、および前記第３配線を接続した状態で、前記第２配線に対して前記第２定電流を供給し、前記第１配線に対して前記第１定電流を供給しない第２検査測定モードで、前記第１配線と前記第３配線との間に生じる第３検査電圧、および前記第２配線と前記第３配線との間に生じる第４検査電圧とを測定する第２ステップと、
   前記第１検査電圧、前記第２検査電圧、前記第３検査電圧、および前記第４検査電圧から前記第１配線の第１配線抵抗と前記第２配線の第２配線抵抗とを求める第３ステップと、
   前記検査用抵抗体に前記第１配線、前記第２配線、および前記第３配線を接続した状態で、前記第１配線に対して前記第１定電流を供給し、前記第２配線に対して前記第２定電流を供給する第３検査測定モードで、前記第１配線と前記第３配線との間に生じる第５検査電圧、および前記第２配線と前記第３配線との間に生じる第６検査電圧とを測定する第４ステップと、
   前記第１配線抵抗、前記第２配線抵抗、前記第５検査電圧、および前記第６検査電圧を用いて、前記検査用抵抗体の測定抵抗値を求める第５ステップと、
   前記測定抵抗値と前記検査用抵抗体の既知の抵抗値との差を補正値として求める第６ステップと
   を備える補正方法。
4. 請求項３記載の補正方法において、
   前記温度測定装置は、前記補正値を記憶するように構成された記憶回路を備え、
   前記処理回路は、前記ＡＤ変換器から出力された前記第１差分電圧の変換結果に基づいて、前記測温抵抗体の測温抵抗値を求め、求めた測温抵抗値を前記補正値で補正して検出温度を算出する補正方法。

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