JP3075072B2 - 温度変換器 - Google Patents
温度変換器Info
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- JP3075072B2 JP3075072B2 JP06081270A JP8127094A JP3075072B2 JP 3075072 B2 JP3075072 B2 JP 3075072B2 JP 06081270 A JP06081270 A JP 06081270A JP 8127094 A JP8127094 A JP 8127094A JP 3075072 B2 JP3075072 B2 JP 3075072B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラント中のプロセス
制御する対象、例えば測定流体等の温度を測定する温度
変換器において測温抵抗体の一方端に１本の導線を、他
方端に２本の導線を共通接続するいわゆる３線式接続方
式を採用して測温抵抗体の電気抵抗を検出して温度信号
に変換する温度変換器に関する。
制御する対象、例えば測定流体等の温度を測定する温度
変換器において測温抵抗体の一方端に１本の導線を、他
方端に２本の導線を共通接続するいわゆる３線式接続方
式を採用して測温抵抗体の電気抵抗を検出して温度信号
に変換する温度変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】測温抵抗体入力の温度変換回路として
は、測温抵抗体を抵抗ブリッジ回路の一辺に接続して定
電圧源により測温抵抗体の抵抗変化分を電圧に変換する
方式，定電流源により測温抵抗体の抵抗値の電圧降下分
を差動増幅器にて変換する方式などが一般的であるが、
ここでは定電流源による変換方式の例を説明する。
は、測温抵抗体を抵抗ブリッジ回路の一辺に接続して定
電圧源により測温抵抗体の抵抗変化分を電圧に変換する
方式，定電流源により測温抵抗体の抵抗値の電圧降下分
を差動増幅器にて変換する方式などが一般的であるが、
ここでは定電流源による変換方式の例を説明する。
【０００３】図３に従来の測温抵抗体温度変換器の構成
例を示す。測温抵抗体Ｒｔの一方端は第１導線を介して
入力端子Ｔ１に接続され、測温抵抗体Ｒｔの他方端に第
２導線と第３導線が共通接続されて、第２導線の他端が
入力端子Ｔ２に、第３導線の他端が入力端子Ｔ３にそれ
ぞれ接続される。入力端子Ｔ１と入力端子Ｔ３間に定電
流源回路１０が接続され、入力端子Ｔ１は演算増幅器で
構成したボルテージホロワ回路７０に入力され、ボルテ
ージホロワ回路７０の出力と入力端子Ｔ２は演算増幅
器，入力抵抗，負帰還抵抗で構成した加減算回路８０に
入力している。加減算回路８０は下記式（１）を満足す
るように構成している。
例を示す。測温抵抗体Ｒｔの一方端は第１導線を介して
入力端子Ｔ１に接続され、測温抵抗体Ｒｔの他方端に第
２導線と第３導線が共通接続されて、第２導線の他端が
入力端子Ｔ２に、第３導線の他端が入力端子Ｔ３にそれ
ぞれ接続される。入力端子Ｔ１と入力端子Ｔ３間に定電
流源回路１０が接続され、入力端子Ｔ１は演算増幅器で
構成したボルテージホロワ回路７０に入力され、ボルテ
ージホロワ回路７０の出力と入力端子Ｔ２は演算増幅
器，入力抵抗，負帰還抵抗で構成した加減算回路８０に
入力している。加減算回路８０は下記式（１）を満足す
るように構成している。
【０００４】
【数１】 Ｖｏ＝−Ｖｉ1＋２Ｖｉ2 …（１） さらに加減算回路８０の出力電圧を測定するＡ／Ｄコン
バータ４０、また、加減算回路８０の出力電圧に比例し
たＡ／Ｄ変換値を温度値に変換するディジタルリニアラ
イザを含むディジタル演算回路５０，温度値を出力する
Ｄ／Ａコンバータを中核として構成した出力回路６０に
よって構成している。
バータ４０、また、加減算回路８０の出力電圧に比例し
たＡ／Ｄ変換値を温度値に変換するディジタルリニアラ
イザを含むディジタル演算回路５０，温度値を出力する
Ｄ／Ａコンバータを中核として構成した出力回路６０に
よって構成している。
【０００５】上記従来構成によれば、定電流源回路１０
により供給される検出電流Ｉは第１導線の配線抵抗
ｒ1，測温抵抗体Ｒｔ，第３導線の配線抵抗ｒ3を流れ
る。よって、入力端子Ｔ１の端子電圧Ｖ1 は下記式
（２）で表される。
により供給される検出電流Ｉは第１導線の配線抵抗
ｒ1，測温抵抗体Ｒｔ，第３導線の配線抵抗ｒ3を流れ
る。よって、入力端子Ｔ１の端子電圧Ｖ1 は下記式
（２）で表される。
【０００６】
【数２】 Ｖ1＝Ｉ・(ｒ1＋Ｒｔ＋ｒ3) …（２） ここで、第１導線，第２導線，第３導線の長さは同一で
あり、それぞれの配線抵抗も同一であるので、ｒ1＝ｒ2
＝ｒ3＝ｒである。よって、式（２）は式（３)で表せ
る。
あり、それぞれの配線抵抗も同一であるので、ｒ1＝ｒ2
＝ｒ3＝ｒである。よって、式（２）は式（３)で表せ
る。
【０００７】
【数３】 Ｖ1＝Ｉ・(２ｒ＋Ｒｔ) …（３） また、入力端子Ｔ２の端子電圧Ｖ2 は下記式（４）で表
される。
される。
【０００８】
【数４】 Ｖ2＝Ｉ・ｒ3＝Ｉ・ｒ …（４） 加減算回路８０に入力されるＶｉ1 はボルテージホロワ
回路７０を介してはいるが、Ｖｉ1＝Ｖ1とみなせるの
で、加減算回路８０の出力電圧Ｖｏは式（１)，式
（３），式（４）により下記式（５）で表せる。
回路７０を介してはいるが、Ｖｉ1＝Ｖ1とみなせるの
で、加減算回路８０の出力電圧Ｖｏは式（１)，式
（３），式（４）により下記式（５）で表せる。
【０００９】
【数５】 Ｖｏ＝−Ｉ・(２ｒ＋Ｒｔ)＋２Ｉ・ｒ ＝−Ｉ・Ｒｔ …（５） したがって、加減算回路８０の出力電圧Ｖｏは定電流源
回路１０で供給される検出電流Ｉによる測温抵抗体Ｒｔ
の電圧降下分であり、第１導線，第２導線，第３導線の
配線抵抗は相殺される。このようにして得られた加減算
回路８０の出力電圧ＶｏをＡ／Ｄコンバータ４０によっ
てＡ／Ｄ変換し、得られたＡ／Ｄ変換値をディジタル演
算回路５０により温度値に変換し、出力回路６０によっ
て温度値を外部に出力している。
回路１０で供給される検出電流Ｉによる測温抵抗体Ｒｔ
の電圧降下分であり、第１導線，第２導線，第３導線の
配線抵抗は相殺される。このようにして得られた加減算
回路８０の出力電圧ＶｏをＡ／Ｄコンバータ４０によっ
てＡ／Ｄ変換し、得られたＡ／Ｄ変換値をディジタル演
算回路５０により温度値に変換し、出力回路６０によっ
て温度値を外部に出力している。
【００１０】上記の公知例として、特開昭53−100878号
記載の温度測定装置がある。
記載の温度測定装置がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、温度
変換の基としている値が定電流源で供給される検出電流
による測温抵抗体の電圧降下分であり、検出電流の精
度，温度影響度が温度変換の精度，温度影響度に大きく
左右する。よって、上記問題を解決するためには、定電
流源回路に良好な精度，温度特性を持つ高価な部品を用
い、さらに、検出電流を所定の値に調整するなどの策が
採られており、高精度の温度変換器を安価に提供できな
いという問題があった。
変換の基としている値が定電流源で供給される検出電流
による測温抵抗体の電圧降下分であり、検出電流の精
度，温度影響度が温度変換の精度，温度影響度に大きく
左右する。よって、上記問題を解決するためには、定電
流源回路に良好な精度，温度特性を持つ高価な部品を用
い、さらに、検出電流を所定の値に調整するなどの策が
採られており、高精度の温度変換器を安価に提供できな
いという問題があった。
【００１２】本発明の目的は、温度変換器の精度，温度
影響度が検出電流の精度，温度影響度に左右されず、高
精度の温度変換器を安価に提供することを目的としてい
る。
影響度が検出電流の精度，温度影響度に左右されず、高
精度の温度変換器を安価に提供することを目的としてい
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、定電流源のループ内に基準抵抗を挿入し、
第１導線と第２導線間の電圧，第２導線とグランド間の
電圧，基準抵抗の両端電圧，グランド電圧をマルチプレ
クスして、電圧測定する手段を設け、さらに、各部の電
圧測定結果から測温抵抗体の抵抗値を算出し、算出した
抵抗値により温度値へリニアライズするようにしたこと
である。
するために、定電流源のループ内に基準抵抗を挿入し、
第１導線と第２導線間の電圧，第２導線とグランド間の
電圧，基準抵抗の両端電圧，グランド電圧をマルチプレ
クスして、電圧測定する手段を設け、さらに、各部の電
圧測定結果から測温抵抗体の抵抗値を算出し、算出した
抵抗値により温度値へリニアライズするようにしたこと
である。
【００１４】また、本発明は、前記基準抵抗の実際値と
理想値との偏差を補正する機能を設けたことにより測定
精度を向上させ、また測温抵抗体に経時変化が発生して
いる場合でも高い精度を持つようにしたものである。
理想値との偏差を補正する機能を設けたことにより測定
精度を向上させ、また測温抵抗体に経時変化が発生して
いる場合でも高い精度を持つようにしたものである。
【００１５】
【作用】定電流源のループ内に基準抵抗を挿入した場
合、各部の電圧は以下のようになる。ただし、第１導
線，第２導線，第３導線の配線材質を同一としてその長
さを同一とし、また配線長さがそれぞれ変わっていたと
しても配線の材質を変化させることによりｒ1＝ｒ2＝ｒ
3＝ｒとし、基準抵抗をＲｒ，測温抵抗体の抵抗値をＲ
ｔ，検出電流をＩ，電圧測定回路のオフセット電圧をＶ
ofとする。
合、各部の電圧は以下のようになる。ただし、第１導
線，第２導線，第３導線の配線材質を同一としてその長
さを同一とし、また配線長さがそれぞれ変わっていたと
しても配線の材質を変化させることによりｒ1＝ｒ2＝ｒ
3＝ｒとし、基準抵抗をＲｒ，測温抵抗体の抵抗値をＲ
ｔ，検出電流をＩ，電圧測定回路のオフセット電圧をＶ
ofとする。
【００１６】
【数６】 第１導線と第２導線間の電圧Ｖ12＝Ｉ・(ｒ＋Ｒｔ）＋Ｖof …（６）
【００１７】
【数７】 第２導線とグランド間の電圧Ｖ2＝Ｉ・(ｒ＋Ｒｒ）＋Ｖof …（７）
【００１８】
【数８】 基準抵抗の両端電圧Ｖｒ＝Ｉ・Ｒｒ＋Ｖof …（８）
【００１９】
【数９】 グランド電圧Ｖｇ＝Ｖof …（９） 上記４点の電圧をマルチプレクスして電圧測定した結果
を下記式（１０）に代入し演算すると、配線抵抗ｒ，検
出電流Ｉ，オフセット電圧Ｖofが相殺でき、測温抵抗体
の抵抗値と基準抵抗の比が得られる。
を下記式（１０）に代入し演算すると、配線抵抗ｒ，検
出電流Ｉ，オフセット電圧Ｖofが相殺でき、測温抵抗体
の抵抗値と基準抵抗の比が得られる。
【００２０】
【数１０】
【００２１】ここで、基準抵抗Ｒｒだけは良好な精度，
温度特性を持つものを選べばＲｒの値を定数として扱え
るので下記式（１１）の演算式により測温抵抗体の抵抗
値が得られる。
温度特性を持つものを選べばＲｒの値を定数として扱え
るので下記式（１１）の演算式により測温抵抗体の抵抗
値が得られる。
【００２２】
【数１１】
【００２３】したがって、定電流源からの検出電流に依
存せず測温抵抗体の抵抗値が得られる。
存せず測温抵抗体の抵抗値が得られる。
【００２４】次に得られた測温抵抗体の抵抗値から温度
へリニアライズ変換を行い、外部に出力する。
へリニアライズ変換を行い、外部に出力する。
【００２５】また、基準抵抗Ｒｒの実際値と理想値との
偏差を補正する補正係数Ｋｒを設けることにより、より
高精度に測温抵抗体の抵抗値が得られる。
偏差を補正する補正係数Ｋｒを設けることにより、より
高精度に測温抵抗体の抵抗値が得られる。
【００２６】
【実施例】本発明の一実施例を図１を参照し、以下説明
する。
する。
【００２７】図１は、本発明の一実施例の測温抵抗体温
度変換器の構成図である。測温抵抗体Ｒｔの一方端は第
１導線を介して入力端子Ｔ１に接続され、測温抵抗体Ｒ
ｔの他方端に第２導線と第３導線が共通接続されて、第
２導線の他端が入力端子Ｔ２に、第３導線の他端が入力
端子Ｔ３にそれぞれ接続される。実施例の測温抵抗体温
度変換器は入力端子Ｔ１と入力端子Ｔ３間に定電流源回
路１０と基準抵抗Ｒｒを直列に挿入し、入力端子Ｔ１と
入力端子Ｔ２間の電圧Ｖ12，入力端子Ｔ２とグランド間
の電圧Ｖ2 ，基準抵抗の両端電圧Ｖｒ，グランド電圧Ｖ
ｇの４点の入力信号をマルチプレクスするマルチプレク
サ２０，差動増幅回路３０，Ａ／Ｄコンバータ４０，マ
イクロプロセッサを中核として構成したディジタル演算
回路５０，Ｄ／Ａコンバータを中核として構成した出力
回路６０，ディジタル通信インタフェース９０，電気的
に消去可能な不揮発性メモリ素子１００で構成してい
る。
度変換器の構成図である。測温抵抗体Ｒｔの一方端は第
１導線を介して入力端子Ｔ１に接続され、測温抵抗体Ｒ
ｔの他方端に第２導線と第３導線が共通接続されて、第
２導線の他端が入力端子Ｔ２に、第３導線の他端が入力
端子Ｔ３にそれぞれ接続される。実施例の測温抵抗体温
度変換器は入力端子Ｔ１と入力端子Ｔ３間に定電流源回
路１０と基準抵抗Ｒｒを直列に挿入し、入力端子Ｔ１と
入力端子Ｔ２間の電圧Ｖ12，入力端子Ｔ２とグランド間
の電圧Ｖ2 ，基準抵抗の両端電圧Ｖｒ，グランド電圧Ｖ
ｇの４点の入力信号をマルチプレクスするマルチプレク
サ２０，差動増幅回路３０，Ａ／Ｄコンバータ４０，マ
イクロプロセッサを中核として構成したディジタル演算
回路５０，Ｄ／Ａコンバータを中核として構成した出力
回路６０，ディジタル通信インタフェース９０，電気的
に消去可能な不揮発性メモリ素子１００で構成してい
る。
【００２８】このように本発明は前述した目的を達成す
るために、定電流源のループ内に基準抵抗を挿入し、第
１導線と第２導線間の電圧，第２導線とグランド間の電
圧，基準抵抗の両端電圧，グランド電圧をマルチプレク
スして、電圧測定する手段を設け、さらに、各部の電圧
測定結果から測温抵抗体の抵抗値を算出し、算出した抵
抗値によりディジタル演算回路５０内のメモリに記憶さ
れた補正データを参照しリニアライズして最終的な温度
値を求めるものである。
るために、定電流源のループ内に基準抵抗を挿入し、第
１導線と第２導線間の電圧，第２導線とグランド間の電
圧，基準抵抗の両端電圧，グランド電圧をマルチプレク
スして、電圧測定する手段を設け、さらに、各部の電圧
測定結果から測温抵抗体の抵抗値を算出し、算出した抵
抗値によりディジタル演算回路５０内のメモリに記憶さ
れた補正データを参照しリニアライズして最終的な温度
値を求めるものである。
【００２９】このように定電流源のループ内に基準抵抗
を挿入した場合、第１導線，第２導線，第３導線の配線
材質を同一としてその長さを同一とし、また配線長さが
それぞれ変わっていたとしても配線の材質を変化させる
ことによりｒ1＝ｒ2＝ｒ3＝ｒとなり、基準抵抗をＲ
ｒ，測温抵抗体の抵抗値をＲｔ，検出電流をＩ，電圧測
定回路のオフセット電圧をＶofとした場合、第１導線と
第２導線間の電圧Ｖ12，第２導線とグランド間の電圧Ｖ
2 ，基準抵抗の両端電圧Ｖｒ、グランド電圧はそれぞれ
前述した式（６），式（７），式（８），式（９）によ
り求めることができる。
を挿入した場合、第１導線，第２導線，第３導線の配線
材質を同一としてその長さを同一とし、また配線長さが
それぞれ変わっていたとしても配線の材質を変化させる
ことによりｒ1＝ｒ2＝ｒ3＝ｒとなり、基準抵抗をＲ
ｒ，測温抵抗体の抵抗値をＲｔ，検出電流をＩ，電圧測
定回路のオフセット電圧をＶofとした場合、第１導線と
第２導線間の電圧Ｖ12，第２導線とグランド間の電圧Ｖ
2 ，基準抵抗の両端電圧Ｖｒ、グランド電圧はそれぞれ
前述した式（６），式（７），式（８），式（９）によ
り求めることができる。
【００３０】そして、これら４点の電圧測定結果を前述
した式（１０）に代入して演算すると、配線抵抗ｒ，検
出電流Ｉ，オフセット電圧Ｖofが相殺でき、測温抵抗体
の抵抗値と基準抵抗の比が得られ、この時基準抵抗Ｒｒ
に良好な精度，温度特性を持つものを選べばＲｒの値を
定数として扱えるので、前述した式（１１）の演算式よ
り温度抵抗体の抵抗値が求めることが可能になる。
した式（１０）に代入して演算すると、配線抵抗ｒ，検
出電流Ｉ，オフセット電圧Ｖofが相殺でき、測温抵抗体
の抵抗値と基準抵抗の比が得られ、この時基準抵抗Ｒｒ
に良好な精度，温度特性を持つものを選べばＲｒの値を
定数として扱えるので、前述した式（１１）の演算式よ
り温度抵抗体の抵抗値が求めることが可能になる。
【００３１】このため本発明の温度変換器は各点の温度
を検出するために、ディジタル演算回路５０に収められ
たメモリ中のプログラムに従い、演算回路５０からの選
択指令信号によって、マルチプレクサ２０は入力端子Ｔ
１と入力端子Ｔ２間の電圧Ｖ12，入力端子Ｔ２とグラン
ド間の電圧Ｖ2 ，基準抵抗の両端電圧Ｖｒ，グランド電
圧Ｖｇの内１点の入力信号を差動増幅回路３０の入力端
子に印加する。差動増幅回路３０はＡ／Ｄコンバータ４
０の変換レンジに対して充分な分解能を保てる値にまで
入力信号を増幅する。ディジタル演算回路５０はＡ／Ｄ
コンバータ４０により得たＡ／Ｄ変換値を内蔵メモリへ
格納する。このようにディジタル演算回路５０は順次マ
ルチプレクサ２０を切替えて上記４点の入力信号に対す
るＡ／Ｄ変換値を内蔵メモリに格納する。次に得られた
Ａ／Ｄ変換値をそれぞれ前記式（１１）に代入し、測温
抵抗体の抵抗値Ｒｔを算出する。ここで、ディジタル演
算回路５０が上記４点のＡ／Ｄ変換値を得るまでに要す
る時間は通常１秒以下の時間であり、定電流源回路１０
の周囲温度影響によって変動する検出電流Ｉの変動幅は
サンプリング時間１秒間内では無視できるので、前記式
（１１）の分母と分子の存在する検出電流成分は相殺で
きる。
を検出するために、ディジタル演算回路５０に収められ
たメモリ中のプログラムに従い、演算回路５０からの選
択指令信号によって、マルチプレクサ２０は入力端子Ｔ
１と入力端子Ｔ２間の電圧Ｖ12，入力端子Ｔ２とグラン
ド間の電圧Ｖ2 ，基準抵抗の両端電圧Ｖｒ，グランド電
圧Ｖｇの内１点の入力信号を差動増幅回路３０の入力端
子に印加する。差動増幅回路３０はＡ／Ｄコンバータ４
０の変換レンジに対して充分な分解能を保てる値にまで
入力信号を増幅する。ディジタル演算回路５０はＡ／Ｄ
コンバータ４０により得たＡ／Ｄ変換値を内蔵メモリへ
格納する。このようにディジタル演算回路５０は順次マ
ルチプレクサ２０を切替えて上記４点の入力信号に対す
るＡ／Ｄ変換値を内蔵メモリに格納する。次に得られた
Ａ／Ｄ変換値をそれぞれ前記式（１１）に代入し、測温
抵抗体の抵抗値Ｒｔを算出する。ここで、ディジタル演
算回路５０が上記４点のＡ／Ｄ変換値を得るまでに要す
る時間は通常１秒以下の時間であり、定電流源回路１０
の周囲温度影響によって変動する検出電流Ｉの変動幅は
サンプリング時間１秒間内では無視できるので、前記式
（１１）の分母と分子の存在する検出電流成分は相殺で
きる。
【００３２】さらに、ディジタル演算回路５０は例えば
Ｐｔ１００に代表される測温抵抗体の抵抗値Ｒｔから実
温度にリニアライズし、別途与えられている変換レン
ジ、例えば、０〜２００℃にスケーリングした値を出力
回路６０へ出力する。出力回路６０は変換レンジにより
スケーリングした値を統一化したアナログ信号、例えば
ＤＣ１〜５Ｖの信号、又は場合によっては２線式伝送路
上に流れる４〜２０ｍＡの定電流信号、さらには４〜２
０ｍＡの定電流に温度情報をディジタル値にして重畳す
ることにより外部へ出力する。
Ｐｔ１００に代表される測温抵抗体の抵抗値Ｒｔから実
温度にリニアライズし、別途与えられている変換レン
ジ、例えば、０〜２００℃にスケーリングした値を出力
回路６０へ出力する。出力回路６０は変換レンジにより
スケーリングした値を統一化したアナログ信号、例えば
ＤＣ１〜５Ｖの信号、又は場合によっては２線式伝送路
上に流れる４〜２０ｍＡの定電流信号、さらには４〜２
０ｍＡの定電流に温度情報をディジタル値にして重畳す
ることにより外部へ出力する。
【００３３】なお、その他の実施例として、得られた温
度を各種ディスプレイに表示して出力する装置にも容易
に応用できる。
度を各種ディスプレイに表示して出力する装置にも容易
に応用できる。
【００３４】また、前記式（１１）では基準抵抗Ｒｒの
実際値と理想値との偏差および基準抵抗Ｒｒの温度特性
が測温抵抗体の抵抗値Ｒｔの算出精度に影響する。ただ
し、一般的には良好な精度，温度特性を持つ１本の抵抗
器を選定することは比較的容易であるため、あまり問題
とはならない。しかし、より高精度な変換精度が要求さ
れる用途の場合、又は経時変化により抵抗値が変わって
しまった場合など基準抵抗Ｒｒの実際値と理想値との偏
差を補正する補正係数Ｋｒを設け、上記補正係数Ｋｒを
操作する手段を設けることにより、より高精度に測温抵
抗体の抵抗値が得られる。具体例を用いて以下説明する
と、例えば、基準抵抗Ｒｒの理想値を１００Ωとし、実
際の基準抵抗Ｒｒが９９.９Ω であった場合、前記式
（１１)で算出される測温抵抗体の抵抗値Ｒｔには０.１
％ の誤差が生じる。そこで、補正係数Ｋｒ＝０.９９９
を与え、下記式（１２）の補正式を用いて測温抵抗体
の抵抗値Ｒｔを算出するようにすれば０.１％ の誤差は
補正できる。
実際値と理想値との偏差および基準抵抗Ｒｒの温度特性
が測温抵抗体の抵抗値Ｒｔの算出精度に影響する。ただ
し、一般的には良好な精度，温度特性を持つ１本の抵抗
器を選定することは比較的容易であるため、あまり問題
とはならない。しかし、より高精度な変換精度が要求さ
れる用途の場合、又は経時変化により抵抗値が変わって
しまった場合など基準抵抗Ｒｒの実際値と理想値との偏
差を補正する補正係数Ｋｒを設け、上記補正係数Ｋｒを
操作する手段を設けることにより、より高精度に測温抵
抗体の抵抗値が得られる。具体例を用いて以下説明する
と、例えば、基準抵抗Ｒｒの理想値を１００Ωとし、実
際の基準抵抗Ｒｒが９９.９Ω であった場合、前記式
（１１)で算出される測温抵抗体の抵抗値Ｒｔには０.１
％ の誤差が生じる。そこで、補正係数Ｋｒ＝０.９９９
を与え、下記式（１２）の補正式を用いて測温抵抗体
の抵抗値Ｒｔを算出するようにすれば０.１％ の誤差は
補正できる。
【００３５】
【数１２】
【００３６】次に補正係数Ｋｒ＝０.９９９ を得る方法
であるが、温度変換器を制御する演算回路５０のプログ
ラムに通常モードと校正モードの２つの動作モードを設
けておき、上記動作モードの切替えをディジタル通信イ
ンタフェース９０を介して外部機器から又、機器内のス
イッチにより行えるように構成する。温度変換器の動作
は図２に示すフローチャートに従い動作する演算回路５
０のメモリ中のプログラムによりディジタル演算回路５
０が統括制御しており、ディジタル通信インタフェース
９０を介して外部機器から校正モード切替コマンドを受
信した場合、動作モードを通常モードから校正モードに
切替える。ここで、校正モード時は測温抵抗体の代わり
に標準抵抗器１００Ωを接続するように取り決めてお
く。この場合、標準抵抗器１００Ωは温度変換器の要求
精度に比べて充分に良好な精度を持つものを選ぶ。校正
モード時のディジタル演算回路５０は、前記式（１１）
により標準抵抗器１００Ω接続時の抵抗値Ｒｔ′を得
る。続いて、得られたＲｔ′から下記式（１３）により
補正係数Ｋｒを算出する。
であるが、温度変換器を制御する演算回路５０のプログ
ラムに通常モードと校正モードの２つの動作モードを設
けておき、上記動作モードの切替えをディジタル通信イ
ンタフェース９０を介して外部機器から又、機器内のス
イッチにより行えるように構成する。温度変換器の動作
は図２に示すフローチャートに従い動作する演算回路５
０のメモリ中のプログラムによりディジタル演算回路５
０が統括制御しており、ディジタル通信インタフェース
９０を介して外部機器から校正モード切替コマンドを受
信した場合、動作モードを通常モードから校正モードに
切替える。ここで、校正モード時は測温抵抗体の代わり
に標準抵抗器１００Ωを接続するように取り決めてお
く。この場合、標準抵抗器１００Ωは温度変換器の要求
精度に比べて充分に良好な精度を持つものを選ぶ。校正
モード時のディジタル演算回路５０は、前記式（１１）
により標準抵抗器１００Ω接続時の抵抗値Ｒｔ′を得
る。続いて、得られたＲｔ′から下記式（１３）により
補正係数Ｋｒを算出する。
【００３７】
【数１３】
【００３８】校正モード時は、上記補正係数Ｋｒの算出
を繰り返す。次にディジタル通信インタフェース９０を
介して外部機器から通常モード切替コマンドを受信した
場合、算出した補正係数Ｋｒを電気的に消去可能な不揮
発性メモリ素子１００に格納した後、動作モードを校正
モードから通常モードに切替える。通常モード時は電気
的に消去可能な不揮発性メモリ素子１００に格納した補
正係数Ｋｒを上記式（１２）に用い、測温抵抗体の抵抗
値Ｒｔを算出する。
を繰り返す。次にディジタル通信インタフェース９０を
介して外部機器から通常モード切替コマンドを受信した
場合、算出した補正係数Ｋｒを電気的に消去可能な不揮
発性メモリ素子１００に格納した後、動作モードを校正
モードから通常モードに切替える。通常モード時は電気
的に消去可能な不揮発性メモリ素子１００に格納した補
正係数Ｋｒを上記式（１２）に用い、測温抵抗体の抵抗
値Ｒｔを算出する。
【００３９】また、標準抵抗器１００Ωは基準抵抗体１
２０の回路にリプレイス用の端子を設けて差し換えるよ
うにすること、さらには端子Ｔ3 とは異なる端子を設け
て定電流源１０と標準抵抗器１００Ωとの間で回路を構
成し、マルチプレクサでこれを読み取るようにして補正
係数Ｋｒを求めるようにしても良い。
２０の回路にリプレイス用の端子を設けて差し換えるよ
うにすること、さらには端子Ｔ3 とは異なる端子を設け
て定電流源１０と標準抵抗器１００Ωとの間で回路を構
成し、マルチプレクサでこれを読み取るようにして補正
係数Ｋｒを求めるようにしても良い。
【００４０】さらに、図４に示したように本発明の温度
変換器２００においては、ディジタル通信手段９０を設
けているので、上位制御機器、例えばマルチコントロー
ラ３００，オペレータズコンソール４００等の上位制御
機器と双方向ディジタル通信で結び分散制御システムを
構成することが可能になる。この場合、演算回路５０中
のメモリに収められたプログラムに従いこれら上位機器
からディジタル通信を介して温度レンジ，温度センサー
の種別，機器管理情報などの設定，確認を行うインテリ
ジェント制御機能が可能になる。そして、これらの制御
のために温度レンジ，温度センサーの種別，機器管理情
報等などの停電した場合でも保護しなければならない設
定値を不揮発性メモリ素子１００に記憶させることによ
り、上位機器からの制御信号だけで、管理者が現場に行
かなくとも上記インテリジェント制御を行えるようにな
る。
変換器２００においては、ディジタル通信手段９０を設
けているので、上位制御機器、例えばマルチコントロー
ラ３００，オペレータズコンソール４００等の上位制御
機器と双方向ディジタル通信で結び分散制御システムを
構成することが可能になる。この場合、演算回路５０中
のメモリに収められたプログラムに従いこれら上位機器
からディジタル通信を介して温度レンジ，温度センサー
の種別，機器管理情報などの設定，確認を行うインテリ
ジェント制御機能が可能になる。そして、これらの制御
のために温度レンジ，温度センサーの種別，機器管理情
報等などの停電した場合でも保護しなければならない設
定値を不揮発性メモリ素子１００に記憶させることによ
り、上位機器からの制御信号だけで、管理者が現場に行
かなくとも上記インテリジェント制御を行えるようにな
る。
【００４１】そして、これらの上位機器との双方向通信
手段としては、通信情報を１〜５Ｖの電圧値のデジタル
情報として通信路２３０を介してマルチコントローラ３
００、またシーケンサ２４０と直接に双方向通信を行う
通信形態を取ることが可能になる。さらには、２線式伝
送路上を４〜２０ｍＡの定電流値として出力する方法、
この定電流値にディジタル信号を重畳する方法、さらに
はいわゆるフィールドバス伝送方式によっても通信が可
能である。
手段としては、通信情報を１〜５Ｖの電圧値のデジタル
情報として通信路２３０を介してマルチコントローラ３
００、またシーケンサ２４０と直接に双方向通信を行う
通信形態を取ることが可能になる。さらには、２線式伝
送路上を４〜２０ｍＡの定電流値として出力する方法、
この定電流値にディジタル信号を重畳する方法、さらに
はいわゆるフィールドバス伝送方式によっても通信が可
能である。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定電流源からの検出電流に依存せず測温抵抗体の抵抗値
を算出できるため、定電流源回路に良好な精度，温度特
性を持つ高価な部品を用いる必要がなく、さらに、検出
電流を所定の値に調整する必要もないので、高精度の温
度変換器を安価に提供できるという効果がある。
定電流源からの検出電流に依存せず測温抵抗体の抵抗値
を算出できるため、定電流源回路に良好な精度，温度特
性を持つ高価な部品を用いる必要がなく、さらに、検出
電流を所定の値に調整する必要もないので、高精度の温
度変換器を安価に提供できるという効果がある。
【００４３】また、本発明によれば基準抵抗体と、標準
抵抗体の抵抗値を比較する機能を備えているので、より
高精度な温度の値を求めることが可能となり、現場にお
いてプラント中に本発明の装置を設置した後でも、標準
抵抗体との比較校正が容易に行えるという効果がある。
抵抗体の抵抗値を比較する機能を備えているので、より
高精度な温度の値を求めることが可能となり、現場にお
いてプラント中に本発明の装置を設置した後でも、標準
抵抗体との比較校正が容易に行えるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の測温抵抗体温度変換器の構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の一実施例の測温抵抗体温度変換器の動
作フローチャートである。
作フローチャートである。
【図３】従来例の測温抵抗体温度変換器の構成図であ
る。
る。
【図４】本発明装置のシステムへの適用説明図。
１０…定電流源回路、２０…マルチプレクサ、３０…差
動増幅回路、４０…Ａ／Ｄコンバータ、５０…ディジタ
ル演算回路、６０…出力回路、７０…ボルテージホロワ
回路、８０…加減算回路、９０…ディジタル通信インタ
フェース、100…電気的に消去可能な不揮発性メモリ素
子、１１０…基準抵抗、１２０…測温抵抗体、２００…
温度変換器、２１０…インテリジェント差圧伝送器、２
２０…電流流量計、２３０，４４０…通信路、２４０…
シーケンサ、３００，３１０…マルチコントローラ、４
０４，４１０…オペレータズコントロール。
動増幅回路、４０…Ａ／Ｄコンバータ、５０…ディジタ
ル演算回路、６０…出力回路、７０…ボルテージホロワ
回路、８０…加減算回路、９０…ディジタル通信インタ
フェース、100…電気的に消去可能な不揮発性メモリ素
子、１１０…基準抵抗、１２０…測温抵抗体、２００…
温度変換器、２１０…インテリジェント差圧伝送器、２
２０…電流流量計、２３０，４４０…通信路、２４０…
シーケンサ、３００，３１０…マルチコントローラ、４
０４，４１０…オペレータズコントロール。
Claims (5)
- 【請求項１】被測定対象物の温度を測定する測温抵抗体
を有する温度変換器において、 測温抵抗体の一方端は第１導線を介して第１の入力端子
に接続され、測温抵抗体の他方端に第２導線と第３導線
が共通接続されて、第２導線の他端が第２の入力端子
に、第３導線の他端が第３の入力端子にそれぞれ接続さ
れ、第１の入力端子と第３の入力端子間に定電流源と基
準抵抗を直列に挿入し、第１の入力端子と第２の入力端
子間の電圧，第２の入力端子とグランド間の電圧，基準
抵抗の両端電圧、およびグランド電圧をマルチプレクス
して、電圧測定する手段を設け、上記電圧測定結果から
測温抵抗体の抵抗値を算出し、算出した抵抗値により被
測定対象物の温度値を求めることを特徴とする測温抵抗
体の温度変換器。 - 【請求項２】請求項第１項の温度変換器において、 前記基準抵抗の実際値と標準抵抗体との偏差を補正する
機能を設けたことを特徴とする温度変換器。 - 【請求項３】請求項第２項の温度変換器において、 前記標準抵抗体を本体内に有し、該標準抵抗体による電
圧効果をマルチプレクスして、電圧測定する手段を設け
たことを特徴とする温度変換器。 - 【請求項４】請求項第２項の温度変換器において、 前記基準抵抗と前記標準抵抗体とを取り替える手段を備
えたことを特徴とする温度変換器。 - 【請求項５】請求項第２項の温度変換器において、 外部機器からの信号に応じて、前記基準抵抗の実際値と
標準抵抗体との偏差を補正する機能を設けたことを特徴
とする温度変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06081270A JP3075072B2 (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 温度変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06081270A JP3075072B2 (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 温度変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286910A JPH07286910A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3075072B2 true JP3075072B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=13741679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06081270A Expired - Fee Related JP3075072B2 (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 温度変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3075072B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480719C1 (ru) * | 2011-11-30 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) | Преобразователь температуры в напряжение |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7514941B2 (en) * | 2006-03-15 | 2009-04-07 | Raytheon Company | Method and apparatus for predicting the reliability of electronic systems |
| JP4274385B1 (ja) * | 2008-07-28 | 2009-06-03 | 株式会社オーバル | 流量計における温度計測回路 |
| JP5219906B2 (ja) * | 2009-04-07 | 2013-06-26 | キヤノン株式会社 | 温度計測装置、温度計測方法、露光装置、及びデバイス製造方法 |
| CN105890793A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-08-24 | 重庆迪洋仪表有限责任公司 | 三线制Pt100铂电阻测温电路 |
| CN106840441B (zh) * | 2016-12-31 | 2023-06-02 | 宁波华仪宁创智能科技有限公司 | 多路温度检测装置及方法 |
| CN109991295B (zh) * | 2019-04-29 | 2023-12-08 | 福建海纳欣生物科技有限公司 | 一种带温漂自调节的智能pH复合电极及其实现方法 |
| CN112304466B (zh) * | 2020-10-20 | 2023-02-28 | 武汉微环控技术有限公司 | 一种多通道扫描式温度测量装置 |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP06081270A patent/JP3075072B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480719C1 (ru) * | 2011-11-30 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) | Преобразователь температуры в напряжение |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07286910A (ja) | 1995-10-31 |
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