JP2595858B2 - 温度測定回路 - Google Patents
温度測定回路Info
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Description
で温度を測定する回路に関し、特に、これら温度変換素
子で得られる信号に基づいて精密に温度測定をすること
のできる温度測定回路に関する。
温抵抗体を用いるが、従来の代表的な温度測定回路を示
すと図2の通りである。この温度測定回路は、センサ部
21と、電子回路部22と、センサ部21と電子回路部
22とを接続する為の端子T1 ,T2 ,TG などで構成
されている。
温抵抗体RTDとを任意に切り換えて使用できるように
なっており、抵抗Rは、熱電対THの冷接点温度検出セ
ンサとして機能する抵抗体である。なお、抵抗rは、測
温抵抗体RTDと電子回路部22とを接続するリード線
の抵抗値を示している。電子回路部22は、定電流源I
と、定電流源Iからの電流をON/OFF制御するスイ
ッチS1,S2と、差動増幅器23,24と、各増幅器
23,24の電圧増幅率を定める抵抗R11,R12,
R13,R14と、差動増幅器23,24の出力電圧のいず
れか一方を切り換えて出力するマルチプレクサ25と、
マルチプレクサ25の出力をデジタル信号に変換するA
/Dコンバータ26と、A/Dコンバータ26からのデ
ジタル信号を受けるCPU27などで構成されている。
度を測定する場合には、熱電対TH及び抵抗体Rを端子
T1 ,T2 ,TG に接続して、スイッチS2 のみをON
状態にする。すると、差動増幅器23には温度差に比例
した電圧が加わり、一方、差動増幅器24には冷接点温
度検出センサRの両端電圧が加わる。2つの差動増幅器
23,24は上記の各電圧を増幅してマルチプレクサ2
5に供給し、マルチプレクサ25は両電圧を切り換えて
A/Dコンバータ26に加える。そして、CPU27
は、A/Dコンバータ26からのデジタルデータを受け
て、適宜な演算により被測定点の温度を把握する。
Dを用いて温度を測定する場合には、リード線によって
測温抵抗体RTDを端子T1 ,T2 ,TG に接続して、
スイッチS1 のみをON状態にする。すると、定電流源
Iからの電流がリード線抵抗rを介して測温抵抗体RT
Dに流れ、差動増幅器23には、測温抵抗体RTDの電
圧にリード線抵抗r2個分の電圧を加えた電圧が加わ
る。一方、差動増幅器24には、リード線抵抗r1個分
の電圧が加わる。これらの電圧は、それぞれ差動増幅器
23,24で増幅され、マルチプレクサ25,A/Dコ
ンバータ26を介してCPU27に供給されるので、C
PU27は適宜な演算によりリード線抵抗rの影響を排
除して被測定点の温度を把握することができる。
度測定範囲内における差動増幅器の出力電圧の範囲がA
/Dコンバータの入力レンジと一致している場合は非常
に都合がよい。しかし、一般に、熱電対での温度測定範
囲は0℃以外の温度から始まるケースもあり、このよう
な場合にはA/Dコンバータの入力レンジの限られた一
部しか使用しないことになり、その分だけ精密な温度測
定が困難となる。
Pt100の場合なら、0℃から100℃の温度変化に
対して100Ωから139Ωの抵抗変化を示し、このP
t100に1mAの電流を流せば100mVから139
mVの電圧変化となり、この電圧範囲がA/Dコンバー
タの入力レンジと一致しないので精密な測定が困難とな
る。また、実際にはリード線の抵抗分も加わるので、信
号のスパンは同じでも、リード線によるバイアス電圧が
測定範囲やリード抵抗値によって変化してしまうのも問
題である。
たものであって、0%入力時には常に所定値の電圧をA
/Dコンバータに供給し、A/Dコンバータの入力レン
ジを広範囲に使用して精密な温度測定をすることがで
き、しかも、リード線の抵抗値の影響を除去することも
できる温度測定回路を提供することを目的とする。
は、熱電対、この熱電対の冷接点温度検出用の抵抗及び
測温抵抗体を備えた温度センサ部と、前記熱電対の一端
あるいは測温抵抗体の一端が非反転入力端に接続され、
基準電圧が反転入力端に接続される第1の差動増幅器
と、前記冷接点温度検出用の抵抗の一端あるいは前記測
温抵抗体の他端が非反転入力端に接続され、基準電圧が
反転入力端に接続される第2の差動増幅器と、定電流源
と、この定電流源を前記冷接点温度検出用の抵抗か前記
測温抵抗体に接続するためのスイッチ回路と、前記第1
の差動増幅器の出力と前記第2の差動増幅器の出力のい
ずれかを選択出力するマルチプレクサと、このマルチプ
レクサの出力をディジタル信号に変換するA/Dコンバ
ータと、このA/Dコンバータからの信号を受けて測定
演算を行うとともに、入力0%時のA/Dコンバータへ
の供給電圧を常に所定値とするための補正データを出力
する測温演算手段と、前記補正データをアナログ信号に
変換して前記第1の差動増幅器に与えるD/Aコンバー
タと、を備えている。
電対が、第2差動増幅器に冷温度検出用の抵抗Rが接続
されると、定電流源が冷温度検出用の抵抗に接続される
ようスイッチ回路がオンされる。そして、先ず、第2の
差動増幅器の出力がマルチプレクサ、A/Dコンバータ
を経て測温演算手段に取り込まれる。測温演算手段は、
温度測定範囲に合わせて0%入力から100%入力の電
圧がA/Dコンバータの適宜な入力範囲になるように補
正データを出力し、D/Aコンバータを経て第1の差動
増幅器に与える。次に、マルチプレクサを第1の差動増
幅器側に切替えて、熱電対からの電圧を第1の差動増幅
器、マルチプレクサ、A/Dコンバータを経て、測温演
算手段に取込み、測定温度を算出する。
接続される場合は、定電流源が測温抵抗体に接続される
ようにスイッチ回路がオンされる。マルチプレクサによ
り、第2の差動増幅器の出力が選択され、測温演算手段
に測温抵抗体のリード線の電圧降下分が取り込まれる。
測温演算手段は、リード線の電圧降下分と、この測定器
の温度測定範囲を考慮して、0%入力時にA/Dコンバ
ータに適宜な下限値電圧が加わるように補正データを出
力し、D/Aコンバータを経て第1の差動増幅器に与え
る。次に、マルチプレクサが第1の差動増幅器側に切替
えられて、測温抵抗体の両端電圧が測温演算手段に取り
込まれ、測定温度を演算する。この温度測定回路によれ
ば、温度測定範囲が変化しても、0%入力時におけるA
/Dコンバータへの供給電圧は常に所定値であり、従っ
て、A/Dコンバータの入力レンジを有効に使用するこ
とができる。また、リード線抵抗値が変化しても、その
抵抗変化に伴うバイアス電圧の変動分を除去することも
できる。
細に説明する。図1は、この発明の一実施例である温度
測定回路の回路図を図示したものである。この温度測定
回路は、温度センサ部1と、電子回路部2と、センサ部
1と電子回路部2とを接続する為の端子T1 ,T2 ,T
G などで構成されている。
熱電対THと測温抵抗体RTDとを任意に切り換えて使
用できるようになっており、抵抗Rは、熱電対THの冷
接点温度検出センサとして機能する抵抗である。なお、
抵抗rは、測温抵抗体RTDと電子回路部2とを接続す
るリード線の抵抗値を示している。電子回路部2は、定
電流源Iと、定電流源Iからの電流をON/OFF制御
するスイッチS1,S2と、差動増幅器3,4と、抵抗
R1 ,R2 ,R3 ,R4 と、マルチプレクサ5と、A/
Dコンバータ6と、A/Dコンバータ6からのデジタル
信号を受けるCPU7と、CPU7が出力する補正デー
タをアナログ信号に変換して差動増幅器3に供給するD
/Aコンバータ8とで構成されている。
するときにON状態にするスイッチであり、スイッチS
2 は、熱電対THを使用するときにON状態にするスイ
ッチである。また、差動増幅器4の動作は、従来回路の
場合と同様であり、増幅率1+R3 /R4 のバッファア
ンプとして機能する。差動増幅器3は、非反転入力端子
(+)には熱電対THの出力電圧eTHを受け、一方、反
転入力端子(−)には抵抗R1 を介して差動増幅器3の
出力電圧e0、抵抗R2 を介してD/Aコンバータ8の
出力電圧eDAを受けている。従って、差動増幅器3は、
熱電対THの出力電圧eTHとD/Aコンバータ8の出力
電圧e DAの減算回路として機能し、出力電圧e0 は、e
0 =−eDA×R1 /R2 +(1+R1 /R2 )×eTHと
なる。
正データを受けこれを差動増幅器3に出力するが、熱電
対THを使用する場合は、温度測定範囲に合わせて、0
%入力から100%入力の電圧がA/Dコンバータ6の
適宜な入力範囲になるような補正電圧を出力する。ま
た、測温抵抗体RTDを使用する場合は、リード線抵抗
値や温度測定範囲に合わせて、例えば入力0%時におけ
る差動増幅器3の出力電圧が0Vなるような補正電圧を
出力する。
通りである。熱電対を使用して温度測定をする場合に
は、CPU7は、先ずマルチプレクサ5を差動増幅器4
の側に切り換えて、冷接点温度検出センサRからの電圧
をA/Dコンバータ6を介して受ける。次に、マルチプ
レクサ5を差動増幅器3の側に切り換えると共に、0%
入力時にA/Dコンバータ6に適宜な下限値電圧が加わ
るようなデータをD/Aコンバータ8に出力する。
電圧分だけ減算されてA/Dコンバータに供給されるの
で、CPU7は、この電圧データと既に把握されている
冷接点温度に基づいて被測定温度を把握する。この場
合、A/Dコンバータは、入力レンジ中の広い範囲で使
用されるので、得られる温度データの精度が高い。測温
抵抗体RTDを使用して温度測定をする場合には、CP
U7は、先ずマルチプレクサ5を差動増幅器4の側に切
り換えて、リード線での電圧降下値を把握する。次に、
マルチプレクサ5を差動増幅器3の側に切り換えると共
に、リード線での電圧降下分と当該測定器の温度測定範
囲とを考慮して、0%入力時にA/Dコンバータ6に適
宜な下限値電圧が加わるようなデータをD/Aコンバー
タ8に出力する。このように、差動増幅器4には、リー
ド線の抵抗や測定範囲を考慮した適宜な補正電圧が供給
されるので、A/Dコンバータ6には常に一定の0%入
力が加わることになる。そして、CPU7は、測温抵抗
体RTDの両端電圧から測定温度を把握する。
抵抗の電圧降下及び測定範囲を考慮した減算処理がされ
るので、入力0%でのA/Dコンバータへの供給電圧を
適宜な所定値、例えば0V、に設定することができる。
度測定回路では、A/Dコンバータへの入力0%電圧
が、測定範囲やリード線の抵抗値にかかわらず常に所定
値となる。従って、A/Dコンバータの入力レンジを広
範囲に使用することができ、その分だけ安価なA/Dコ
ンバータによっても高精度の温度測定をすることが可能
となる。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】熱電対、この熱電対の冷接点温度検出用の
抵抗及び測温抵抗体を備えた温度センサ部と、 前記熱電対の一端あるいは測温抵抗体の一端が非反転入
力端に接続され、基準電圧が反転入力端に接続される第
1の差動増幅器と、 前記冷接点温度検出用の抵抗の一端あるいは前記測温抵
抗体の他端が非反転入力端に接続され、基準電圧が反転
入力端に接続される第2の差動増幅器と、 定電流源と、 この定電流源を前記冷接点温度検出用の抵抗か前記測温
抵抗体に接続するためのスイッチ回路と、 前記第1の差動増幅器の出力と前記第2の差動増幅器の
出力のいずれかを選択出力するマルチプレクサと、 このマルチプレクサの出力をディジタル信号に変換する
A/Dコンバータと、このA/Dコンバータからの信号
を受けて測定演算を行うとともに、入力0%時のA/D
コンバータへの供給電圧を常に所定値とするための補正
データを出力する測温演算手段と、 前記補正データをアナログ信号に変換して前記第1の差
動増幅器に与えるD/Aコンバータと、 を備えることを特徴とする温度測定回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4101246A JP2595858B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 温度測定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4101246A JP2595858B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 温度測定回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05296853A JPH05296853A (ja) | 1993-11-12 |
JP2595858B2 true JP2595858B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=14295551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4101246A Expired - Lifetime JP2595858B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 温度測定回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2595858B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19934489C2 (de) * | 1999-07-22 | 2001-09-06 | Webasto Thermosysteme Gmbh | Schaltung zum Auswerten von Thermoelement-Messsignalen |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60165527A (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | 温度計測回路 |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP4101246A patent/JP2595858B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05296853A (ja) | 1993-11-12 |
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