JP2569878B2 - 温度センサ回路の断線検知方法 - Google Patents

温度センサ回路の断線検知方法

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JP2569878B2
JP2569878B2 JP2068985A JP6898590A JP2569878B2 JP 2569878 B2 JP2569878 B2 JP 2569878B2 JP 2068985 A JP2068985 A JP 2068985A JP 6898590 A JP6898590 A JP 6898590A JP 2569878 B2 JP2569878 B2 JP 2569878B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は温度センサとして熱電対、測温抵抗体のいず
れも使用できる温度計測装置における温度センサ回路の
断線検知方法、 特に入力部回路の部品点数を極力削減し得るような温
度センサ回路の断線検知方法に関する。 なお以下各図において同一の符号は同一もしくは相当
部分を示す。
【従来の技術】
第2図は従来のこの種の断線検知回路を示す図であ
る。同図において1(1a,1b)は温度センサ,2は入力部
回路,3はアナログマルチプレクサ,4は増幅部,5は信号処
理部,6は制御部,SW1及びSW2はスイッチ、R1〜R6は抵抗
器,D1はダイオードである。センサ1の部分には熱電対1
aまたは測温抵抗体1bを接続することを示す。マルチプ
レクサ3は制御部6からの切替信号6aに従って、入力1
〜入力3の各端子への入力信号を切替え入力して増幅部
4へ出力する機能を持つ。信号処理部5では増幅部4か
らの入力信号を数値化し、あらかじめ設定しておいた範
囲を外れるとセンサ回路断線と判断する機能を持つ。 以下に温度センサとして熱電対1a及び測温抵抗体1bの
それぞれを接続した場合の動作を述べる。 1)熱電対入力時: 熱電対1aの使用時には、熱電対1aの両端を第2図のA,
Cの2点にそれぞれ接続する。そして同図中のスイッチS
W1及びSW2をTC側にする。通常動作時にはマルチプレク
サの入力1の端子と入力2の端子間に熱電対の起電力及
び直流電源電圧VDを抵抗R4,R5,R6,および熱電対1aの内
部抵抗で分圧した極めて微小な電圧がかかるが、該電圧
は実際上は無視することができる。なおここで抵抗R6は
抵抗R4,R5および熱電対1aの内部抵抗より極めて大きな
値に選ばれている。 次に制御部6からの切替信号6aに従って、入力1の端
子及び入力2端子への入力信号(電圧)を切替え入力す
る。次に各々の信号を増幅部4にて増幅し信号処理部5
にて、 (入力1の端子から信号を入力したときの数値) −(入力2の端子から信号を入力したときの数値)……
(1) の演算を行い、この(1)式の演算結果にある係数をか
けて熱電対1aの検出温度を知るための入力値が決まる。 ところでセンサ入力端A,又は入力端C,又は入力端Aと
Cが断線したとき、マルチプレクサ3の入力1の端子の
電位は、マルチプレクサの入力インピーダンスを無限大
と仮定すればX点と同電位になる。そこでこの電位の入
力が入ってくれば、信号処理部5にて設定しておいた範
囲を外れるように設定しておいて熱電対回路の断線とみ
なす。 2)測温抵抗体入力時: 測温抵抗体1bの使用時にはこの低抗体1bを第2図のよ
うに接続し、同図中のスイッチSW1及びSW2をRTD側とす
る。すると抵抗R1,R2,R3と測温度抵抗体1bにてブリッジ
が構成され、マルチプレクサ3の入力1と入力2との間
に電位差が発生する。制御部6からの切替信号6aに従っ
て、入力1,入力2,入力3の各端子への入力信号を切替え
入力する。次にこの各々の入力信号を増幅部4にて増幅
し、信号処理部5にて、 (入力1の端子から信号を入力したときの数値) −(入力2の端子から信号を入力したときの数値)……
(2) の演算を行い、この(2)式の演算結果にある係数をか
けて測温抵抗体1bの検出温度を知るための入力値が決ま
る。 次に測温低抗体回路断線時の動作を以下に記す。 2−1)入力端Aの断線時: マルチプレクサの入力1の端子は直流電源VDと同電
位、入力2の端子は通常時と同じ値になる。 2−2)入力端Bの断線時: マルチプレクサの入力1の端子は通常値と同じ値、入
力2の端子はX点と同電位になる。 2−3)入力端C、又は入力端AとB、又は入力端Aと
BとCの断線時: マルチプレクサの入力1は直流電源VDと同電位、入力
2はX点と同電位になる。 上記2−1),2−2)において(2)式により入力値
を求めるわけであるが、熱電対入力時と同様、信号処理
部5にて該入力値の正常時の範囲を設定しておいて、
(2)式の入力値がこの範囲から外れれば断線とみな
す。 また前記2−3)において、(2)式の入力値は直流
電源VDの電圧を5(V)、X点の電圧をX(V)とする
と下記の(3)式となる。 入力値=5−X ……(3) 上式(3)のXの値は図中の抵抗R4,R5によって決ま
るので、R4,R5の抵抗値及び入力設定範囲に適当な値を
設定して置くことにより、断線を検知することが可能と
なる。 以上の動作によりセンサ入力端A,B,Cのどの組み合わ
せが断線したときにも断線を検知することができる。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら第2図の回路は抵抗,スイッチ等の部品
点数が多くコスト高となるという問題がある。 そこで本発明はこの問題を解消し得る温度センサ回路
の断線検知方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明の方法は、『温度
センサ(1)として熱電対(1a),測温抵抗体(1b)の
いずれも使用できる温度計測装置であって、 前記温度センサを接続するための第1(A),第2
(B),第3(C)のセンサ接続端子を備え、 前記第1,第3のセンサ接続端子間に熱電対を接続する
か、または前記第1のセンサ接続端子に測温低抗体の一
端を、前記第2,第3のセンサ接続端子にこの測温低抗体
の他端をそれぞれ接続するように構成された温度計測装
置において、 前記第3のセンサ接続端子に一方の電極が接続された
所定電圧の直流電源(VD)と、 前記直流電源の他方の電極と前記第1のセンサ接続端
子との間に設けられた第1(R1),第2(R61)の抵抗
からなる直列回路と、 この第2の抵抗の両端の短絡路を開閉するスイッチ
(SW11)と、 前記直流電源の他方の電極と前記第2のセンサ接続端
子との間に設けられた、第3(R2),第4(R3)の抵抗
からなる直列回路と、 前記第1のセンサ接続端子、前記第3,第4の抵抗の相
互の接続点、および前記第3のセンサ接続端子の各電位
を切替え入力するマルチプレクサ(3)とを備え、 熱電対を用いた際は前記スイッチを開放のうえ、前記
第3のセンサ接続端子に対する前記第1のセンサ接続端
子の電位が正常範囲外にあることを判別して、 また測温低抗体を用いた際は前記スイッチを短絡のう
え前記第3のセンサ接続端子に対する前記第1のセンサ
接続端子、または(および)前記第3,第4の抵抗の相互
の接続点の電位が正常範囲外にあることを判別して、当
該の温度センサ回路の断線と判定するように』するもの
とする。
【作 用】
測温抵抗体用のブリッジ回路を熱電対使用時にも従来
のようにスイッチ切換せずそのままの状態に保ち、ただ
直流電源に対し測温低抗体、従って熱電体と直列に接続
されるブリッジアームの低抗のみ、熱電対使用時には該
抵抗と直列の抵抗の短絡スイッチを開放することによっ
て増加させるようにし、グランド電位を含むセンサ検出
点の電位の正常範囲よりの逸脱より温度センサの断線と
判別するようにしたものである。
【実施例】
第1図はこの発明が適用される温度センサの断線検知
回路を備えた温度計測装置の回路構成の実施例を示す図
で、第2図に対応するものである。第1図においては第
2図に対し抵抗R4〜R6,ダイオードD1およびスイッチSW2
が省略されて、測温低抗体1b使用時のブリッジアームを
構成する抵抗R2とR3の接続点が直接、アナログマルチプ
レクサ3の入力2の端子へ接続されるほか、測温低抗体
1bと直列に直流電源VDに接続されて同じくブリッジアー
ムを構成する抵抗R1と直列に高抵抗R61が挿入され、か
つこのR61がその両端を短絡または開放する開閉スイッ
チSW11によって短絡または挿入されるように構成されて
いる。 以下に熱電体1b及び測温度抵抗体1bのそれぞれの接続
時における動作を説明する。 1)熱電対入力時: 熱電対1aの入力時には第1図中のスイッチSW11をOFF
とする。このときは抵抗R2,R3はマルチプレクサ3の入
力2の端子に接続されてはいるが使用しない。通常動作
時にはマルチプレクサ3の入力1の端子と入力3の端子
間に熱電対の起電力及び、直流電源電圧VDを抵抗R11,R1
2,および熱電対1aの内部抵抗で分圧した極めて微小な電
圧がかかる。しかし該電圧は実際上は無視することがで
きる。なお抵抗61の値は熱電対1aの内部抵抗や、抵抗R1
に比して極めて大きな値に選ばれている。 ここで制御部6からの切換信号6aに従って、入力1の
端子及び入力3の端子への入力信号(電圧)を切替え入
力する。次にこの各々の入力信号を増幅部4にて増幅
し、信号処理部5にて、 (入力1の端子から信号を入力したときの数値) −(入力3の端子から信号を入力したときの数値) の演算を行い、この演算結果にある係数をかけて検出温
度を知るための入力値が決まる。 ここで入力端A,又は入力端C,又は入力端AとCが断線
したとき、マルチプレクサ3の入力1の端子の電位はマ
ルチプレクサの入力インピーダンスを無限大と仮定すれ
ば直流電源電圧VDと同電位になる。この値の入力が入っ
てくれば、信号処理部5にて設定しておいた正常な入力
信号の範囲を外れるようにして、断線とみなす。 2)測温低抗体入力時: 測温低抗体1bの入力時には第1図中のスイッチSW11を
ONとする。すると、抵抗R1,R2,R3と測温低抗体1bにてブ
リッジが構成され、マルチプレクサ3の入力1の端子と
入力2の端子間に、電位差が発生する。そこで制御部6
からの切替信号6aに従って入力1、入力2、入力3の各
端子の入力信号を切替え入力する。次に各々の入力信号
を増幅部4にて増幅し、信号処理部5にて、 (入力1の端子から信号を入力したときの数値) −(入力2の端子から信号を入力したときの数値) の演算を行いこの演算結果にある係数をかけて、検出温
度を知るための入力値が決まる。 そこで、このそれぞれの入力信号に信号処理部5にて
正常時の値の範囲を設定しておいて、この範囲を外れた
ら断線とみなす。すると、入力端A,B,Cのどの組み合わ
せが断線したときにも断線を検知することができる。
【発明の効果】
本発明によれば温度センサ1として熱電対1a、測温低
抗体1bのいずれも作用できる温度計測装置であって、 前記温度センサを接続するためのA,B,Cのセンサ接続
端子を備え、 前記A,Cのセンサ接続端子間に熱電対1aを接続する
か、または前記Aのセンサ接続端子に測定低抗体1bの一
端を、前記B,Cのセンサ接続端子にこの測温低抗体1bの
他端をそれぞれ接続するように構成された温度計測装置
において、 前記Cのセンサ接続端子に一方の電極が接続された所
定電圧の直流電源VDと、 前記直流電源VDの他方の電極と前記Aのセンサ接続端
子の間に設けられたR1,R61の抵抗からなる直列回路と、 このR61の抵抗の両端の短絡路を開閉するスイッチSW1
1と、 前記直流電源VDの他方の電極と前記Bのセンサ接続端
子との間に設けられたR2,R3の抵抗からなる直列回路
と、 前記Aのセンサ接続端子、前記R2,R3の抵抗の相互の
接続点、および前記Cのセンサ接続端子の各電位を切替
え入力するマルチプレクサ3とを備え、 熱電対1aを用いた際は前記スイッチSW11を開放のう
え、前記Cのセンサ接続端子に対する前記Aのセンサ接
続端子の電位が正常範囲外にあることを判別して、 また測温低抗体1bを用いた際は前記スイッチSW11を短
絡のうえ、前記Cのセンサ接続端子に対する前記Aのセ
ンサ接続端子、または(および)前記R2,R3の抵抗の相
互の接続点の電位が正常範囲外にあることを判別して、
当該の温度センサ回路の断線と判定するようにしたの
で、 少ない部品点数で断線検知が可能となる。また通常困
難であった3線式測温低抗体の全ての線の断線検知が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としての構成を示す回路図、 第2図は第1図に対応する従来の回路図である。 1(1a,1b):温度センサ(1a:熱電対,1b:測温低抗
体)、2:入力部回路、R1,R2,R3,R61:抵抗、SW11:スイッ
チ、VD:直流電源(電圧)、3:マルチプレクサ、4:増幅
部、5:信号処理部、6:制御部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】温度センサとして熱電対、測温抵抗体のい
    ずれも使用できる温度計測装置であって、 前記温度センサを接続するための第1,第2,第3のセンサ
    接続端子を備え、 前記第1,第3のセンサ接続端子間に熱電対を接続する
    か、または前記第1のセンサ接続端子に測温抵抗体の一
    端を、前記第2,第3のセンサ接続端子にこの測温抵抗体
    の他端をそれぞれ接続するように構成された温度計測装
    置において、 前記第3のセンサ接続端子に一方の電極が接続された所
    定電圧の直流電源と、 前記直流電源の他方の電極と前記第1のセンサ接続端子
    との間に設けられた第1,第2の抵抗からなる直列回路
    と、 この第2の抵抗の両端の短絡路を開閉するスイッチと、 前記直流電源の他方の電極と前記第2のセンサ接続端子
    との間に設けられた第3,第4の抵抗からなる直列回路
    と、 前記第1のセンサ接続端子、前記第3,第4の抵抗の相互
    の接続点、および前記第3のセンサ接続端子の各電位を
    切替え入力するマルチプレクサとを備え、 熱電対を用いた際は前記スイッチを開放のうえ、前記第
    3のセンサ接続端子に対する前記第1のセンサ接続端子
    の電位が正常範囲外にあることを判別して、 また測温低抗体を用いた際は前記スイッチを短絡のう
    え、前記第3のセンサ接続端子に対する前記第1のセン
    サ接続端子、または(および)前記第3,第4の抵抗の相
    互の接続点の電位が正常範囲外にあることを判別して、
    当該の温度センサ回路の断線と判定するようにしたこと
    を特徴とする温度センサ回路の断線検知方法。
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