JP2539425Y2 - 温度測定入力回路 - Google Patents

温度測定入力回路

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JP2539425Y2
JP2539425Y2 JP278092U JP278092U JP2539425Y2 JP 2539425 Y2 JP2539425 Y2 JP 2539425Y2 JP 278092 U JP278092 U JP 278092U JP 278092 U JP278092 U JP 278092U JP 2539425 Y2 JP2539425 Y2 JP 2539425Y2
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謙 松村
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、測温抵抗体や熱電対の
温度測定信号を記録計、温度調節計等に入力する温度測
定入力回路の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】記録計や温度調節計に対して温度測定信
号を与える手段として、3線式の測温抵抗体及び熱電対
が一般に用いられている。従来、3線式の測温抵抗体と
熱電対の両方の測定信号が受け付け可能になった温度測
定入力回路として、本出願人による実願平1−1132
26号の出願明細書に記載されたものがあった。図3は
この従来例の構成図である。以下、図3に基づいて従来
例を説明する。図3において、1〜3は3線式の測温抵
抗体RTDまたは熱電対TCが接続された入力端子であ
る。入力端子1には基準抵抗4を介して測定用電流源5
が接続されている。入力端子3は接地されている。6は
マルチプレクサであり、基準抵抗4と測定用電流源5の
接続点及び入力端子1乃至3の電圧を選択的にプログラ
マブルゲインプリアンプ(以下、このアンプをPAPと
略す)に入力する。8はPAPの出力信号をディジタル
信号に変換するA/D変換器である。9はA/D変換器
8で変換されたディジタル信号が入力されるマイクロプ
ロセッサである。マイクロプロセッサ9は、マルチプレ
クサ6の切換制御、PAP7のゲイン切換制御、A/D
変換器8の動作制御を行うとともに、測温抵抗体RTD
のリード線抵抗誤差の補償演算、熱電対TCの基準接点
補償演算、リニアライズ演算等を行う。
【0003】このように構成された回路において、測温
抵抗体RTDを用いて温度測定を行うときは、入力端子
1,2,3に測温抵抗体RTDのA,b,Bの端子をそ
れぞれ接続する。この状態で、測定用電流源5から、基
準抵抗4→入力端子1→測温抵抗体RTD→入力端子3
の経路を通って接地点に電流が流れる。これにより、マ
ルチプレクサ6に接続されている各ラインd,e,f,
gに電圧Vd,Ve,Vf,Vgが発生する。マイクロ
プロセッサ9は、ラインl1を介してマルチプレクサ6
を切換制御するとともに、ラインl2を介してPAP7
のゲインを切換制御し、さらにラインl3を介してA/
D変換器8の変換動作を制御することによって各ライン
d,e,f,gに発生する電圧Vd,Ve,Vf,Vg
をディジタル信号に変換して取り込む。そして、測温抵
抗体RTDのリード線抵抗誤差の補償演算、リニアライ
ズ演算等を行う。
【0004】一方、熱電対を用いて温度測定を行うとき
は、入力端子2と3の間に熱電対TCが接続されること
により、ラインf,gに熱起電力Vfが入力される。マ
イクロプロセッサ9は、マルチプレクサ6でラインfを
選択し、この選択に連動してPAP7のゲインも所定の
ゲインに切換制御し、A/D変換器8の変換動作も制御
して熱電対の熱起電力Vfをディジタル信号に変換して
取り込む。そして、基準接点補償演算、リニアライズ演
算等を行う。このような接続状態において、入力端子1
には何も接続されていないので測定用電流源5の影響は
なく、入力端子2はハイインピーダンス状態であり、入
力端子3は接地されている。従って、熱電対TCの熱起
電力Vfの測定に全く不都合はない。
【0005】このような温度測定入力回路では、リレー
やスイッチ等を用いることなく測温抵抗体と熱電対の入
力回路を共通化できるという利点がある。ところが、こ
のような構成になった温度測定入力回路で、入力の種類
を、測温抵抗体入力と熱電対入力の他に、1〜5VDC
のような直流電圧入力を追加しようとすると、次の問題
が生じる。すなわち、測温抵抗体入力や熱電対入力は、
数十mV〜数百mVの範囲の電圧であるため、マルチプ
レクサ6はこのような範囲の電圧に応じた耐圧になって
いる。このため、マルチプレクサ6は1〜5VDCのよ
うな直流電圧入力を直接受けると破壊されやすくなる。
【0006】マルチプレクサの破壊防止対策を施した温
度測定入力回路として、図4に示す構成にしたものがあ
った。図3で図4と同一のものは同一符号を付ける。図
4の回路では、分圧抵抗を設けたアッテネータ10で直
流電圧入力DCV(以下、直流電圧入力をDCV入力と
する)の電圧を下げてからマルチプレクサ6に与えてい
る。しかし、図4の回路ではDCV入力をアッテネータ
10に与える端子11を追加しなければならないことか
ら、入力端子数が増える。このため、温度調節計のよう
に外形で端子数が限られてしまう機器にとって、入力端
子だけで4端子も使ってしまい、他の入出力機能が制約
を受けるという問題点があった。
【0007】
【考案が解決しようとする課題】本考案は、上述した問
題点を解決するためになされたものであり、従来の温度
測定入力回路の入力端子を増やすことなく3つの入力端
子だけで、測温抵抗体入力と熱電対入力に加えて、これ
らの入力よりも十分電圧が高いDCV入力も受け付ける
ことができる温度測定入力回路を実現することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本考案は、基準抵抗を介
して測定用電流源が接続された第1の入力端子と、第2
の入力端子と、接地された第3の入力端子と、前記第2
の入力端子と第3の入力端子の間に直列接続された第1
の抵抗、第1のスイッチ及び第2の抵抗と、前記第2の
入力端子に一端が接続された第2のスイッチと、前記基
準抵抗と測定用電流源との接続点、第1の入力端子、前
記第2のスイッチの他端、前記第1のスイッチと第2の
抵抗の接続点を選択的にプログラマブルゲインプリアン
プに接続するマルチプレクサと、前記プログラマブルゲ
インプリアンプの出力信号をディジタル信号に変換する
A/D変換器と、前記第1のスイッチ、第2のスイッ
チ、マルチプレクサ、プログラマブルゲインプリアンプ
及びA/D変換器を制御するとともに前記A/D変換器
から入力されるディジタル信号に対して演算処理を行う
演算制御部を具備し、3線式の測温抵抗体は端子A,
b,Bが第1の入力端子、第2の入力端子、第3の入力
端子にそれぞれ接続され、熱電対は前記第2の入力端子
と第3の入力端子の間に接続され、これらのときに前記
演算制御部は前記第1のスイッチをオフに、第2のスイ
ッチをオンにし、前記測温抵抗体及び熱電対による入力
電圧に比べて十分大きい直流電圧入力は前記第2の入力
端子と第3の入力端子の間に印加され、このときに前記
演算制御部は前記第1のスイッチをオンに、第2のスイ
ッチをオフにし、前記第1の抵抗と第2の抵抗により直
流電圧入力を分圧して前記マルチプレクサに与えること
を特徴とする温度測定入力回路である。
【0009】
【作用】このような本考案では、スイッチの切り換えに
より第2の入力端子と第3の入力端子の間にかかる電圧
を分圧するアッテネータを設ける。3線式の測温抵抗体
または熱電対の入力を受け付けるときは、アッテネータ
による分圧を行わずに入力電圧を直接マルチプレクサに
与える。測温抵抗体または熱電対の入力電圧に比べて十
分大きい直流電圧入力を受け付けるときは、第2の入力
端子と第3の入力端子の間にかかる電圧をアッテネータ
により分圧してからマルチプレクサに与える。これによ
り、過大入力による回路の破壊を防止する。
【0010】
【実施例】以下、図面を用いて本考案を説明する。図1
は本考案の一実施例を示した構成図である。図1におい
て、12は入力端子2と3の間に設けられていてDCV
入力を分圧してマルチプレクサ6に与えるアッテネータ
である。アッテネータ12において、R1,R2は抵
抗、SW1はスイッチであり、これらは入力端子2と3
の間に直列に接続されている。SW2はスイッチであ
り、一端は入力端子2に接続されている。スイッチSW
1とSW2はマイクロプロセッサ9からラインl4を介
して与えられる制御信号により切換制御される。マルチ
プレクサ6は、基準抵抗4と測定用電流源5の接続点、
入力端子1、スイッチSW2の他端、スイッチSW1と
抵抗R2の接続点を選択的にPAP7に接続する。DC
V入力は入力端子2と3の間に印加される。
【0011】図2は図1の回路の具体的な構成例を示し
た図である。図2において、スイッチSW1とSW2は
FET(電界効果トランジスタ)スイッチである。これ
らのスイッチSW1とSW2は、インバータINVによ
り交互にオン・オフされる。
【0012】図2の温度測定入力回路の動作を説明す
る。回路の電源がオフのときは、インバータINVは動
作せず、スイッチSW1とSW2はともにオフになる。
回路の電源がオンである場合は、マイクロプロセッサ9
からの制御信号S1により、スイッチSW1とSW2は
一方がオンのときは他方はオフになる。電源オンの状態
で、測温抵抗体RTD入力または熱電対TD入力を受け
付けるときは、制御信号S1をローレベルにする。この
とき、スイッチSW2がオンで入力端子2の電圧は直接
マルチプレクサ6に印加される。また、スイッチSW1
はオフであるため、入力端子2,3間の入力インピーダ
ンスは数十MΩにすることができる。電源オンの状態
で、DCV入力を受け付けるときは、制御信号S1をハ
イレベルにする。このとき、スイッチSW2はオフとな
り、入力端子2にDCV入力による高電圧がかかって
も、この高電圧は直接マルチプレクサ6には印加されず
破壊を免れる。また、スイッチSW1がオンとなるた
め、DCV入力電圧は抵抗R1,R2により分圧され、
分圧がマルチプレクサ6に印加される。この分圧をPA
P7で増幅し、A/D変換器8でデジタル信号に変換
し、マイクロプロセッサ9に与える。測温抵抗体RTD
入力または熱電対TD入力を受け付けているときも、D
CV入力を受け付けているときも、電源がオフに落ちる
とスイッチSW1とSW2はオフになり、入力端子2と
3の入力インピーダンスは数十MΩに保たれる。
【0013】
【考案の効果】本考案によれば、入力端子間に、入力電
圧を分圧してマルチプレクサに与えるオン・オフ可能な
アッテネータを設けたため、従来の測温抵抗体RTD入
力と熱電対TD入力を受け付ける温度測定入力回路の入
力端子を増やすことなく、測温抵抗体入力と熱電対入力
に加えて、これらの入力よりも十分電圧が高いDCV入
力も受け付けることが可能な温度測定入力回路を実現で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例を示した構成図である。
【図2】図1の回路の具体的構成例を示した図である。
【図3】従来における温度測定入力回路の一例を示した
図である。
【図4】図3の回路にアッテネータを付加した回路の構
成図である。
【符号の説明】
1〜3 入力端子 4 基準抵抗 5 測定用電流源 6 マルチプレクサ 7 プログラマブルゲインプリアンプ 8 A/D変換器 9 マイクロプロセッサ 12 アッテネータ R1〜R3 抵抗 SW1,SW2 スイッチ

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準抵抗を介して測定用電流源が接続さ
    れた第1の入力端子と、 第2の入力端子と、 接地された第3の入力端子と、 前記第2の入力端子と第3の入力端子の間に直列接続さ
    れた第1の抵抗、第1のスイッチ及び第2の抵抗と、 前記第2の入力端子に一端が接続された第2のスイッチ
    と、 前記基準抵抗と測定用電流源との接続点、第1の入力端
    子、前記第2のスイッチの他端、前記第1のスイッチと
    第2の抵抗の接続点を選択的にプログラマブルゲインプ
    リアンプに接続するマルチプレクサと、 前記プログラマブルゲインプリアンプの出力信号をディ
    ジタル信号に変換するA/D変換器と、 前記第1のスイッチ、第2のスイッチ、マルチプレク
    サ、プログラマブルゲインプリアンプ及びA/D変換器
    を制御するとともに前記A/D変換器から入力されるデ
    ィジタル信号に対して演算処理を行う演算制御部を具備
    し、 3線式の測温抵抗体は端子A,b,Bが第1の入力端
    子、第2の入力端子、第3の入力端子にそれぞれ接続さ
    れ、熱電対は前記第2の入力端子と第3の入力端子の間
    に接続され、これらのときに前記演算制御部は前記第1
    のスイッチをオフに、第2のスイッチをオンにし、 前記測温抵抗体及び熱電対による入力電圧に比べて十分
    大きい直流電圧入力は前記第2の入力端子と第3の入力
    端子の間に印加され、このときに前記演算制御部は前記
    第1のスイッチをオンに、第2のスイッチをオフにし、
    前記第1の抵抗と第2の抵抗により直流電圧入力を分圧
    して前記マルチプレクサに与えることを特徴とする温度
    測定入力回路。
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KR101493213B1 (ko) * 2013-03-19 2015-02-13 삼성에스디에스 주식회사 아날로그 센서의 종류 판별 장치

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