JP2544130B2 - 温度測定回路 - Google Patents
温度測定回路Info
- Publication number
- JP2544130B2 JP2544130B2 JP7698987A JP7698987A JP2544130B2 JP 2544130 B2 JP2544130 B2 JP 2544130B2 JP 7698987 A JP7698987 A JP 7698987A JP 7698987 A JP7698987 A JP 7698987A JP 2544130 B2 JP2544130 B2 JP 2544130B2
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- JP
- Japan
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- resistance
- circuit
- temperature detector
- voltage
- switch
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は温度測定回路に係り、特に測温抵抗体を用い
て電圧信号を取出すことによって温度測定をする回路に
関する。
て電圧信号を取出すことによって温度測定をする回路に
関する。
（従来の技術〕 測温抵抗体を用いて精密に温度測定する方法として、
４線式の測温抵抗体と基準抵抗とを直列接続して通電
し、各抵抗の両端間に生じる電圧を比較することにより
抵抗値を相対的に測定することが行われている。この方
法では各抵抗の両端間電圧を図るための作動増幅器を必
要とする。
４線式の測温抵抗体と基準抵抗とを直列接続して通電
し、各抵抗の両端間に生じる電圧を比較することにより
抵抗値を相対的に測定することが行われている。この方
法では各抵抗の両端間電圧を図るための作動増幅器を必
要とする。
しかし、この方法では基準抵抗を測定するときと測温
抵抗体を測定するときとで同相電圧成分が異なるため作
動増幅器の抵抗のアンバランスによる同相誤差の問題を
生じやすい。
抵抗体を測定するときとで同相電圧成分が異なるため作
動増幅器の抵抗のアンバランスによる同相誤差の問題を
生じやすい。
この対策として、同一の増幅器を用いて各抵抗の上
端、下端につきそれぞれ２回づつの測定を行って同相誤
差の問題を解決できる。
端、下端につきそれぞれ２回づつの測定を行って同相誤
差の問題を解決できる。
しかし、この場合には検出した信号を処理する回路で
のA/D変換の回数が２倍になることとと共に、A/D変換の
入力範囲を広く取らなけらばならず温度測定の分解能を
高くできない。
のA/D変換の回数が２倍になることとと共に、A/D変換の
入力範囲を広く取らなけらばならず温度測定の分解能を
高くできない。
もうひとつの同相誤差対策として特開昭61−13115号
公報に示される手段がある。この手段は同相電圧成分が
発生しないように電流源を切替えている。
公報に示される手段がある。この手段は同相電圧成分が
発生しないように電流源を切替えている。
しかし、白金測温抵抗体のように、それ自体の抵抗が
弱い場合は、リード線の抵抗分の影響を受けやすい。
弱い場合は、リード線の抵抗分の影響を受けやすい。
そこで本発明では、同相誤差の問題がなく、またリー
ド線の抵抗分の問題もない。測温抵抗体を用いた温度測
定回路を提供することを目的とする。
ド線の抵抗分の問題もない。測温抵抗体を用いた温度測
定回路を提供することを目的とする。
上記目的達成のため、本発明では、 測温抵抗体と２個の基準抵抗とを直列接続してなる抵
抗回路と、この抵抗回路の一端に接続される定電流源
と、出力端子が前記抵抗回路の他端に、非反転入力端子
が基準電圧源に接続され、反転入力端子が前記測定抵抗
体の各端に選択的に接続される演算増幅器と、この演算
増幅器の反転入力端子に前記温度抵抗体の各端を選択的
に接続するためのスイッチと、前記測温抵抗体及び前記
２個の基準抵抗の相互接続点から出力を取出すためのス
イッチとを備え、前記測温抵抗体及び基準抵抗に生じる
電圧に取出すようにした温度測定回路を提供するもので
ある。
抗回路と、この抵抗回路の一端に接続される定電流源
と、出力端子が前記抵抗回路の他端に、非反転入力端子
が基準電圧源に接続され、反転入力端子が前記測定抵抗
体の各端に選択的に接続される演算増幅器と、この演算
増幅器の反転入力端子に前記温度抵抗体の各端を選択的
に接続するためのスイッチと、前記測温抵抗体及び前記
２個の基準抵抗の相互接続点から出力を取出すためのス
イッチとを備え、前記測温抵抗体及び基準抵抗に生じる
電圧に取出すようにした温度測定回路を提供するもので
ある。
従って、このように構成すると、測温抵抗体と２つの
基準抵抗との直列回路には定電流源から一定電流が通電
される。従ってこの直列回路の各抵抗にはその抵抗値に
応じた分担電圧が生じる。そしてこの直列回路における
各抵抗の端部を第１及び第２のスイッチにより基準電位
源に接続された演算増幅器に選択的に接続し、第３乃至
第５のスイッチにより各抵抗の相互接続点を切替接続す
れば、基準電位に体する各抵抗端部の電位が係数増幅器
を介して取出される。このようにして測温抵抗体及び基
準抵抗の電圧が得られるからこれらを比較することによ
ってそのときの温度を知ることができる。
基準抵抗との直列回路には定電流源から一定電流が通電
される。従ってこの直列回路の各抵抗にはその抵抗値に
応じた分担電圧が生じる。そしてこの直列回路における
各抵抗の端部を第１及び第２のスイッチにより基準電位
源に接続された演算増幅器に選択的に接続し、第３乃至
第５のスイッチにより各抵抗の相互接続点を切替接続す
れば、基準電位に体する各抵抗端部の電位が係数増幅器
を介して取出される。このようにして測温抵抗体及び基
準抵抗の電圧が得られるからこれらを比較することによ
ってそのときの温度を知ることができる。
本発明は上述のように、測温抵抗体と基準抵抗とを直
列接続した回路に対し定電流源によって通電し、抵抗端
部を選択的に基準電位に接続して基準電圧に対する各抵
抗分担電圧を取出して比較するようにしたため、差動増
幅器を用いた場合の同相誤差、２回測定する場合のA/D
変換の分解能の低下、電流源の切替えによるリード線抵
抗の影響などの問題を解消し、常に安定した温度測定が
できる。
列接続した回路に対し定電流源によって通電し、抵抗端
部を選択的に基準電位に接続して基準電圧に対する各抵
抗分担電圧を取出して比較するようにしたため、差動増
幅器を用いた場合の同相誤差、２回測定する場合のA/D
変換の分解能の低下、電流源の切替えによるリード線抵
抗の影響などの問題を解消し、常に安定した温度測定が
できる。
〔実施例〕 第１図は、本発明の一実施例を示したもので、Ｒptは
抵抗分がｒで表された４本の導線を有する測温抵抗体で
あり、導線２本によって２つの基準抵抗R1及び基準抵抗
R2と直列接続されて直列回路を構成している。この直列
回路のＲpt側は定電流源CCに接続されている。また、測
温抵抗体Ｒptの残りの２本の導線は、この直列回路に対
するスイッチSW1,SW3の接続のために用いられている。
抵抗分がｒで表された４本の導線を有する測温抵抗体で
あり、導線２本によって２つの基準抵抗R1及び基準抵抗
R2と直列接続されて直列回路を構成している。この直列
回路のＲpt側は定電流源CCに接続されている。また、測
温抵抗体Ｒptの残りの２本の導線は、この直列回路に対
するスイッチSW1,SW3の接続のために用いられている。
スイッチSW1は、測温抵抗体Ｒptの定電流源CC側の端
部を演算増幅器A1の反転入力端子に接続するためのもの
であるが、同様に測温抵抗体Ｒptの半体側端部を演算増
幅器A1の反転入力端子に接続するためのスイッチSW2が
設けられている。演算増幅器A1は反転入力端子がアース
されており、出力端子が上記直列回路の定電流源側とは
反対側の端部に接続されている。これにより側温抵抗体
Ｒptの各端が選択的に基準電位源であるアースに接続さ
れる。
部を演算増幅器A1の反転入力端子に接続するためのもの
であるが、同様に測温抵抗体Ｒptの半体側端部を演算増
幅器A1の反転入力端子に接続するためのスイッチSW2が
設けられている。演算増幅器A1は反転入力端子がアース
されており、出力端子が上記直列回路の定電流源側とは
反対側の端部に接続されている。これにより側温抵抗体
Ｒptの各端が選択的に基準電位源であるアースに接続さ
れる。
スイッチSW3は、上記直列回路の側温抵抗体Ｒpt端部
から係数増幅器A2に電圧を取出すためのものであるが、
同様に基準抵抗R1と基準抵抗R2との相互接続点及び基準
抵抗R2の基準抵抗R1との反対側端部から電圧を取出して
係数増幅器A2に与えるためにスイッチSW4,SW5が設けら
れている。
から係数増幅器A2に電圧を取出すためのものであるが、
同様に基準抵抗R1と基準抵抗R2との相互接続点及び基準
抵抗R2の基準抵抗R1との反対側端部から電圧を取出して
係数増幅器A2に与えるためにスイッチSW4,SW5が設けら
れている。
係数増幅器A2は、増幅度１で極性反転に伴わない増幅
器であり、スイッチSW3乃至SW5からの電圧信号を直列回
路に影響を与えずに取出すために設けられている。
器であり、スイッチSW3乃至SW5からの電圧信号を直列回
路に影響を与えずに取出すために設けられている。
この係数増幅器A2の出力はA/D変換器ADに与えられて
デジタル信号に変換されたうえで演算部PUに与えられ
る。演算部PUは各測定毎の電圧信号を記憶して必要な演
算を行い、最終的に温度測定結果を算出して表示部DUに
表示し、制御部CUに信号を出力する。
デジタル信号に変換されたうえで演算部PUに与えられ
る。演算部PUは各測定毎の電圧信号を記憶して必要な演
算を行い、最終的に温度測定結果を算出して表示部DUに
表示し、制御部CUに信号を出力する。
第２図乃至第４図は、第１図の回路による電圧の取り
出し方を示したもので、第２図は、第１図におけるSW1
とスイッチSW3とをオンにしたときの回路状態を示した
ものであり、演算増幅器A1のイマジナリーショートのた
めe1＝e2＝OVであることと、その入力抵抗が無限大で、
定電流源CCからの電流Ｉはそのまま測温抵抗体Ｒptに流
れることから係数増幅器A2に与えられる電圧e3は−Ｒpt
・Ｉとなり、その出力e4も−Ｒpt・Ｉとなる。
出し方を示したもので、第２図は、第１図におけるSW1
とスイッチSW3とをオンにしたときの回路状態を示した
ものであり、演算増幅器A1のイマジナリーショートのた
めe1＝e2＝OVであることと、その入力抵抗が無限大で、
定電流源CCからの電流Ｉはそのまま測温抵抗体Ｒptに流
れることから係数増幅器A2に与えられる電圧e3は−Ｒpt
・Ｉとなり、その出力e4も−Ｒpt・Ｉとなる。
一方、第３図に示すように、スイッチSW2とスイッチS
W4をオンにしたときは同様にe1＝e2＝OVであり、e3＝e4
＝−R1・Ｉである。
W4をオンにしたときは同様にe1＝e2＝OVであり、e3＝e4
＝−R1・Ｉである。
さらに第４図に示すように、スイッチSW2とスイッチS
W5をオンしたときは同様にe1＝e2＝OVであり、e3＝e4＝
−（R1＋R2）・Ｉである。
W5をオンしたときは同様にe1＝e2＝OVであり、e3＝e4＝
−（R1＋R2）・Ｉである。
このように演算増幅器A1は測温抵抗体Ｒptの一端をア
ースに接続し、他端に抵抗値に比例した電圧を発生させ
るために設けられている。
ースに接続し、他端に抵抗値に比例した電圧を発生させ
るために設けられている。
これらの３状態を数式化すると次の通りである。表記
の簡単化のため、R1＝Ｒz,R1＋R2＝Ｒsとすると、 Ｖpt＝α1I1Rpt＋β１ Ｖz＝α2I2Rz＋β２ Ｖs＝α3I3Rs＋β３ ここでα…入力端からA/D変換器ADまでの合計増幅率 β…入力からA/D変換器ADまでの間で加算された電圧と
各増幅器のオフセット電圧 Ｉ…測定電流 従って となる。
の簡単化のため、R1＝Ｒz,R1＋R2＝Ｒsとすると、 Ｖpt＝α1I1Rpt＋β１ Ｖz＝α2I2Rz＋β２ Ｖs＝α3I3Rs＋β３ ここでα…入力端からA/D変換器ADまでの合計増幅率 β…入力からA/D変換器ADまでの間で加算された電圧と
各増幅器のオフセット電圧 Ｉ…測定電流 従って となる。
そしてこの３回の測定の間、α，β,Iが変動しないと
するとこれらの項が消去されるので、 となり、Ｒptの測定精度に影響するものは基準抵抗Ｒs,
Rzだけになり、他の影響を受けないので正確な温度測定
を行うことができる。
するとこれらの項が消去されるので、 となり、Ｒptの測定精度に影響するものは基準抵抗Ｒs,
Rzだけになり、他の影響を受けないので正確な温度測定
を行うことができる。
第１図は本発明の一実施例の回路構成を示した回路図、
第２図乃至第４図は第１図の回路におけるスイッチのオ
ン，オフに応じた回路状態の説明図である。 A1……演算増幅器、A2……係数増幅器 Ｒpt……測温抵抗体、R1,R2……基準抵抗 SW1〜SW5……スイッチ
第２図乃至第４図は第１図の回路におけるスイッチのオ
ン，オフに応じた回路状態の説明図である。 A1……演算増幅器、A2……係数増幅器 Ｒpt……測温抵抗体、R1,R2……基準抵抗 SW1〜SW5……スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】温度抵抗体と２個の基準抵抗とを直列接続
してなる抵抗回路と、 この抵抗回路の一端に接続されると定電流源と、 出力端子が前記抵抗回路の他端に、非反転入力端子が基
準電圧源に接続され、反転入力端子が前記測温抵抗体の
各端に選択的に接続される演算増幅器と、 この演算増幅器の反転入力端子に前記測温抵抗体の各端
を選択的に接続するためのスイッチと、 前記測温抵抗体及び前記２個の基準抵抗の相互接続点か
ら出力を取出すためのスイッチとを備え、 前記測温抵抗体及び基準抵抗に生じる電圧を取出すよう
にした温度測定回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7698987A JP2544130B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 温度測定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7698987A JP2544130B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 温度測定回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63241437A JPS63241437A (ja) | 1988-10-06 |
| JP2544130B2 true JP2544130B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=13621186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7698987A Expired - Lifetime JP2544130B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 温度測定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544130B2 (ja) |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP7698987A patent/JP2544130B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63241437A (ja) | 1988-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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