JP3375063B2

JP3375063B2 - 測定機器用アダプタ

Info

Publication number: JP3375063B2
Application number: JP04722999A
Authority: JP
Inventors: セオドア・ジー・ネルソン; クリフォード・イー・ベイカー
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2003-02-10
Anticipated expiration: 2019-02-24
Also published as: TW385363B; JPH11295154A; US6068400A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱電対を用いた温
度測定に関し、特に、デジタル・マルチメータなどの携
帯型多機能測定機器に取り付ける熱電対プローブを用い
る温度測定用アダプタに関する。

【０００２】

【従来の技術】２個の異なる金属の間に接合点を設けた
際、これら２個の金属の構成と接合点の温度とに依存し
て電圧が発生する。かかる接合点は、「熱電対接合点」
として知られている。熱電対接合点が発生する電圧によ
り、複数の異なる温度を測定し、記録することができ
る。なお、未知の温度を求めるには、周囲環境下に熱電
対を配置して、熱電対が発生した電圧を測定し、この測
定電圧と、記録（蓄積）した電圧対温度のデータとを比
較する。

【０００３】実際には、熱電対接合点の電圧を測定しな
ければならないので、接続点を形成する金属は、回路の
一部分でなければならず、この回路内のどこかに異なる
金属の少なくとも１個の他の接合点を設けなければなら
ない。よって、熱電対を用いる温度測定を行うには、測
定接合点と、基準接合点、即ち、「コールド」接合点と
の両方を有する回路が必要である。測定した電圧は、測
定接合点及び基準接合点が発生した電圧の差を表す。基
準接合点の温度と、熱電対接合点に用いた２個の金属の
電圧対温度特性とが共に既知ならば、測定接合点の温度
を正確に求めることができる。熱電対接合点による温度
測定の精度は、基準接合点の温度の測定精度により制限
される。

【０００４】基準接合点の電圧を測定する代わりの方法
では、基準接合点の温度を正確に所定レベルにして維持
する手段を用いる。例えば、水及び氷の混合物が生じる
などの相変化における既知の温度がある。よって、基準
接合点を「コールド接合点」とも言う。この方法により
高精度を達成するには、周囲圧力の測定や、標準値から
の偏差の補償が必要となる。いくつかの他の方法や、そ
の方法を変形したものの概要は、以下に述べる特許に記
載されている。

【０００５】アーネット等によるアメリカ合衆国特許第
３６５０１５４号「熱電対入力温度感知回路」は、熱電
対出力電圧を基準電圧と比較して、この差を増幅する回
路を記載している。コールド接合点の温度変化の影響を
なくすために、基準電圧を周囲温度によって変化させて
いる。コールド接合点が温度指示回路と同じ領域内に配
置されるので、コールド接合点の温度変化の差が最小に
なる。

【０００６】シゲザワ等によるアメリカ合衆国特許第５
０８８８３５号「再利用可能なプローブ・コネクタ装
置」は、コールド接合点及びサーミスタの両方を極めて
接近させて収納した電話プラグ装置を記載している。コ
ールド接合点により発生した電圧にできるだけ近く補償
できるようにサーミスタ出力を選択する一方、プラグ内
で物理的に近接させて、コールド接合点及びサーミスタ
が同じ温度で正確に動作することを確実にしている。電
気的には、熱電対、コールド接合点及びホット接合点
（被測定接合点）は、総て直列接続されている。サーミ
スタは、温度に対する電圧変化を生じるが、その温度変
化の極性は、コールド接合点が発生する温度に対する電
圧の変化と逆である。これら２つの電圧を相殺させるこ
とにより、測定機器内の回路が測定した正味の電圧は、
ホット接合点からの電圧を正確に表している。

【０００７】デウェイ等のアメリカ合衆国特許第４４８
２２６１号「複数の熱電対の基準接合点の同時補償方
法」は、金属等温ブロックによって、多数の基準接合点
をどのように同じ温度に維持するかを記載している。こ
のブロックの温度を集積回路温度変換器によりモニタ
し、公式又はルックアップ・テーブルを基にした計算を
用いたマイクロプロセッサにより、その変換器の出力を
温度に変換している。

【０００８】ミィディンスキー等のアメリカ合衆国特許
第４７１８７７７号「熱電対を用いた温度測定システム
用等温ブロック」は、基準接合点の温度を維持すると共
に、等温ブロックの温度センサを用いて、基準接合点の
温度を補償する方法を記載している。温度センサは、基
準接合点の温度に追従するので、測定接合点の温度を計
算する際に、測定結果を正確に反映できる。この発明の
要旨は、等温ブロック、その高熱導電性、プリント回路
基板への搭載性である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】熱電対ベースの温度測
定システムにおける基準接合点の温度を決定したり、補
償する際の問題点は、測定システムが、特に、携帯型の
ように移動可能であり場合に、困難性が増す。携帯型測
定機器を新たな環境に移動すると、測定機器の種々の部
品が新たな周囲温度と熱的に釣り合うまでに異なる時間
がかかる。

【００１０】ジョンズ等のアメリカ合衆国特許第５１６
７５１９号「温度補償ユニバーサル・コネクタ」は、周
囲環境に予め置かれた熱電対センサに可搬性測定機器を
接続するのにとても有効な熱的及び電気的特性を有する
コネクタ・アセンブリを記載している。コネクタ系を異
なる温度環境にある熱プローブに接続する際、等温の塊
（ブロック）を最小にし、有効熱結合の手段を最大にし
て、このコネクタ系の遷移応答を最適化している。

【００１１】温度測定専用に用いる携帯型測定機器は、
内部等温ブロックを用いていたり、用いている。この等
温ブロックを測定機器の残りの部分からできるだけ熱的
に遮蔽することにより、等温ブロック内に配置された温
度センサは、同じ等温ブロックに内蔵された基準接合点
の温度に正確に追従できた。

【００１２】多機能携帯型測定器、特に、電圧、電流、
抵抗及び周波数などの電気的測定を行うことを第一にし
て設計された測定機器は、大きさ、重さ、コスト及び安
全性の観点から、かかる専用の等温ブロックによる問題
点が生じ、好ましくなくなる。

【００１３】それにもかかわらず、これらマルチメータ
（携帯型測定機器）が正確な温度測定を行わなければな
らない場合、これら携帯型測定機器を移動して、異なる
周囲環境温度の状況で測定を行う際、これら測定機器に
は、正確で安定的な基準温度測定又は補償を行う方法が
必要である。

【００１４】よって、本発明は、携帯型マルチメータな
どの測定機器と熱電対プローブとを用いるのに適するア
ダプタを提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、アダプ
タは、温度センサと、標準熱電対プローブと一致するの
に適する入力端子（コネクタ）とを具えており、これら
温度センサ及び入力端子の両方は、等温領域に熱的に密
接に結合している。携帯型マルチメータなどの測定機器
の入力ジャックと一致するのに適するプラグを、高い熱
抵抗の領域の他方の側でアダプタ内に配置する。導体
が、これらの出力を、入力端子及び温度センサのリード
線に接続する。３出力リード温度センサに用いるのは４
出力形式のアダプタであるが、２線温度センサに用いる
のは３出力形式のアダプタである。出力プラグを対にし
て、二重信号単一軸バナナ・プラグを用いる際に、一層
小型化し、簡単に利用できるようにしている。なお、二
重信号単一軸プラグ及びジャックとは、分離して電気的
に絶縁された２個の導電領域を単一軸に沿って有するプ
ラグ及びジャックをいう。すなわち、本発明は、３個以
上の信号入力端子を有する測定機器１０と、第１及び第
２電圧出力端子５１、５２を有する熱電対プローブ５０
とを用い、熱電対により温度測定を行う際に用いるアダ
プタであって、上記第１及び第２電圧出力端子の間の電
圧が測定熱電対接合点及び基準熱電対接合点の間の温度
差を表し、上記基準熱電対接合点が上記第１及び第２電
圧出力端子近傍に設けられると共に上記第１及び第２電
圧出力端子熱的に結合されており；上記アダプタは、；
等温領域３５と；等温領域に熱的に結合し、熱電対プロ
ーブの第１電圧出力端子と接続した第１入力信号端子３
７と；上記等温領域に熱的に結合し、上記熱電対プロー
ブの第２電圧出力端子と接続した第２入力信号端子３８
と；上記等温領域に熱的に結合し、電源入力端（＋）、
共通接続端（−）、及び温度出力電圧信号端（Ｔｓ）を
有し、感知した温度を上記温度出力電圧信号のレベルが
表す温度センサ３６と；高い熱抵抗の領域３９と；上記
第１信号入力端子に電気的に結合され、上記高い熱抵抗
の領域により上記等温領域から熱的に遮蔽された第１信
号出力端子３１と；上記第２信号入力端子及び上記温度
センサの共通接続端に電気的に結合され、上記高い熱抵
抗の領域により上記等温領域から熱的に遮蔽された第２
信号出力端子３４と；上記温度出力電圧信号端と電気的
に結合され、上記高い熱抵抗の領域により上記等温領域
から熱的に遮蔽された第３信号出力端子３２とを具えて
いる。

【００１６】

【発明の実施の形態】先ず、本発明を説明する前に従来
技術を更に説明する。図２は、熱電対プローブ５０によ
り測定を行う従来のマルチメータ（ＤＭＭ）を示してい
る。測定熱電対接合点６０は、熱電対ケーブル５４の離
れた端部に配置されている。この熱電対ケーブルは、典
型的には、２つの異なる金属のワイヤを含んでいる。熱
電対ケーブル５４のこれら２つのワイヤは、第２熱電対
接合点である基準接合点、即ち、「コールド」接合点を
プローブ・プラグ・ハウジング５５内に形成する。

【００１７】次に、本発明による４端子温度補償済みア
ダプタと、このアダプタが接続されるデジタル・マルチ
メータのブロック図を示す図１を参照する。この図１の
右側では、熱電対プローブ５０は、プローブ・プラグ・
ハウジング５５から突き出た２個の雄コネクタ端子（電
圧出力端子）５１及び５２を有する。図２において、こ
れらコネクタ端子５１及び５２は、図では見えないが存
在しており、デジタル・マルチメータ１００の対応する
レセプタクル（図示せず）に挿入されている。内部温度
センサと、熱電対プローブ５０のプローブ・プラグ・ハ
ウジング５５内に配置された外部基準熱電対と密接な熱
的結合状態にあるデジタル・マルチメータの内部にある
レセプタクルに関心があるが、この形式の設計には制限
がある。また、内部温度センサを温度変動から熱的に遮
蔽する従来の設計にも関心がある。なお、携帯型測定機
器（マルチメータ）が移動して、その内部回路の動作に
応じた放熱により暖められると、測定機器の残りの部分
に、上述の温度変動が生じる。しかし、基本設計アーキ
テクチャでは、その限界により、本発明の目的を達成す
るには、依然限界がある。

【００１８】図１全体を参照する。本発明によるデジタ
ル・マルチメータ（測定機器）１０と、従来の熱電対プ
ローブ５０との間に、本発明によるＤＭＭアダプタ４０
を設け、このアダプタ４０に熱電対プローブ５０を接続
することにより、上述の課題を解決できる。

【００１９】図１の左側部分において、本発明に用いる
デジタル・マルチメータ（ＤＭＭ）１０は、従来技術に
おいて周知の測定回路及びマイクロプロセッサ（μＰ）
２２を有する。Ａ／Ｄ変換器１１は、増幅器１３及び１
４から受けた入力（いずれか一方を受けるようにも切替
可能）を表すデジタル・ワードを測定回路及びマイクロ
プロセッサ２２に供給する。増幅器１３及び１４は、二
重信号単一軸電圧ジャックＶの互いに電気的に絶縁され
た第１接触領域１５及び第２接触領域１６からの入力を
夫々受ける。二重信号単一軸共通ジャックＣの電気的に
互いに絶縁された第１接触領域１７及び第２接触領域１
８は、電源回路１２及びＤＭＭ１０の接地面に夫々接続
される。以下の説明には直接関係ないが、二重信号単一
軸電流ジャックＡの互いに電気的に絶縁された第１接触
領域１９及び第２接触領域２０は、ＤＭＭ１０の測定回
路及びマイクロプロセッサ２２の一部の２個のノードに
接続される。

【００２０】図１の中央部分において、本発明のアダプ
タ４０は、熱的に非導伝性であるプラスチック・ケース
３５と、ＤＭＭ１０のジャックＶ及びＣに夫々適切に合
う二重信号単一軸プラグＴ及びＰとを具えている。二重
信号単一軸温度プラグＴの互いに電気的に絶縁された第
１接触領域（第１信号出力端子）３１及び第２接触領域
（第３信号出力端子）３２は、熱電対プローブの正コネ
クタ（ＰＯＳ）レセプタクル（第１入力信号端子）３７
と、温度センサ（熱センサ）３６の出力端（温度出力電
圧信号端）Ｔｓとに夫々接続されている。二重信号単一
軸電源プラグＰの互いに電気的に絶縁された第１接触領
域（第４信号出力端子）３３及び第２接触領域（第２信
号出力端子）３４は、温度センサ３６の＋入力端（電源
入力端）及び−入力端（共通接続端）に夫々接続されて
いる。熱電対プローブの負コネクタ（ＮＥＧ）レセプタ
クル（第２入力信号端子）３８は、二重信号単一軸電源
プラグＰの第２接触領域３４に接続されている。

【００２１】温度センサ３６は、プローブ用コネクタ・
レセプタクル３７及び３８と同様に、等温領域３５に密
接に熱的に結合している。熱電対プローブ５０のコネク
タ端子５１及び５２がプローブ用コネクタ・レセプタク
ル３７及び３８と合うと、等温領域３５と、熱電対プロ
ーブ５０の基準熱電対（図示せず）との間が密接に熱結
合する。

【００２２】高い熱抵抗の領域（高熱抵抗ゾーン）３９
により、等温領域３５が、二重信号単一軸プラグＴの第
１及び第２接触領域３１及び３２と、二重信号単一軸プ
ラグＰの第１及び第２接触領域３３及び３４とから、可
能な限り最大限熱的に遮蔽される。

【００２３】動作において、熱電対プローブ５０のコネ
クタ端子５１及び５２を、ＤＭＭアダプタ４０の熱電対
プローブ用コネクタ・レセプタクル３７及び３８に夫々
挿入し、ＤＭＭアダプタ４０の熱電対プローブ用二重信
号単一軸プラグＴ及びＰをＤＭＭ１０の二重信号単一軸
電圧ジャックＶ及びＣに夫々挿入する。

【００２４】プラグＴをジャックＶに挿入すると、二重
信号単一軸温度プラグＴの第１接触領域３１及び第２接
触領域３２が二重信号単一軸電圧ジャックＶの第１接触
領域１５及び第２接触領域１６に夫々電気的に接触す
る。よって、熱電対プローブ５０の基準熱電対（図示せ
ず）の第１側部から、コネクタ端子５１、正熱電対プロ
ーブ用コネクタレセプタクル３７、アナログ信号ライン
ＴTH、プラグＴの第１接触領域３１、ジャックＶの第１
接触領域１５、増幅器１３の入力端、増幅器１３の出力
端を介して、Ａ／Ｄ変換器１１への電気経路が形成され
る。同時に、温度センサ３６のＴｓ出力端から、プラグ
Ｔの第２接触領域３２、ジャックＶの第２接触領域１
６、増幅器１４の入力端、増幅器１４の出力端を介し
て、Ａ／Ｄ変換器１１への他の電気経路が形成される。
スイッチング回路（図示せず）により、Ａ／Ｄ変換器１
１は、増幅器１３及び増幅器１４の両方の出力を交互に
測定でき、変換結果を測定回路及びマイクロプロセッサ
２２に供給して、これら２つの電圧レベルと、それらの
差とを分析して、測定熱電対６０（図２のみに示す）の
温度を求める。

【００２５】プラグＰをジャックＣに挿入すると、二重
信号単一軸電源プラグＰの第１接触領域３３及び第２接
触領域３４が、二重信号単一軸共通ジャックＣの第１接
触領域１７及び第２接触領域１８に夫々確実に熱的及び
電気的に接触する。よって、電源１２から、抵抗Ｒ１、
共通ジャックＣの第１接触領域１７、電源プラグＰの第
１接触領域を介して、温度センサ３６の＋側への電気経
路が形成される。電源の戻りにより、温度センサ３６の
−側から、電源プラグＰの第２接触領域３４、共通ジャ
ックＣの第２接触領域１８への電気経路が形成され、共
通ジャックＣの第２接触領域１８は、ＤＭＭ１０の共通
接地面に接続されている。この共通接地面は、電源１
２、増幅器１３及び１４、Ａ／Ｄ変換器１１、測定回路
及びマイクロプロセッサ２２の接地接続も行う。共通ジ
ャックＣ及び電源プラグＰの第２接触領域１８、３４に
よる接地戻りは、熱電対プローブ用負コネクタ・レセプ
タクル３８にも接続され、コネクタ端子５２を介して、
熱電対プローブ５０内の基準熱電対接合点（図示せず）
の第２側部にも接続される。

【００２６】抵抗Ｒ１の機能について説明すれば、この
抵抗器Ｒ１の値は、共通ジャックＣを単一信号プラグ
（導電部が１個のプラグ）と用いた際に第１接触領域１
７及び第２接触領域１８の間が接続されて、接地に流れ
る電流を制限するのに充分な大きさの値であると共に、
共通ジャックＣを用いて、電力を本発明のアダプタ４０
に供給する際に、電圧降下が大きすぎないような値であ
る。典型的には、抵抗Ｒ１の適切な値は、１０キロ・オ
ームから１００キロ・オームの範囲内である。

【００２７】図３は、本発明のＤＭＭ（測定機器）用ア
ダプタ４０に、典型的な（従来の）熱電対プローブ５０
を接続した状態を示す。プローブ・プラグ・ハウジング
５５は、アダプタ４０のプラスチック・ケース３０と結
合する。基準熱電対は、図示されていないが、プローブ
・プラグ・ハウジング５５内に配置されている。熱電対
ケーブル５４の一端は、プローブ・プラグ・ハウジング
５５の中に入り、熱電対ケーブル５４の他端（図示せ
ず）は、測定熱電対６０（図３には示さないが、図２に
示す）に接続されている。プラスチック・ケース３０の
側部に、プラグＴ及びＰを識別するマークを見えるよう
にする。プラグＴは、接触領域３１及び３２を有し、こ
れらは、絶縁分離器４１により互いに電気的に絶縁され
ている。プラグＰは、接触領域３３及び３４を有し、こ
れらは、絶縁分離器４２により互いに電気的に絶縁され
ている。

【００２８】図４は、図３を部分的に断面にした図であ
り、図３で見える総ての要素が見えると共に、アダプタ
４０の内部要素も見えるように断面にしてある。コネク
タ・レセプタクル３７及び３８は、コネクタ端子５１及
び５２が挿入された状態となっている。（ここでは、明
瞭にするために、コネクタ・レセプタクル３７及び３８
は、実際よりも短く示され、コネクタ端子５１及び５２
と充分に結合していないように見えるが、実際の実施例
では、これらコネクタ・レセプタクル及びコネクタ端子
間の熱的導伝性は最大となる。）コネクタ・レセプタク
ル３７及び３８は、等温領域３５と充分に熱的に結合し
ている。等温領域３５は、熱導伝性が高く、電気的に絶
縁性のセラミックやその他の材料から作られている。温
度センサ３６も、高い熱導伝性の接着剤により、等温領
域３５に密接に熱的に接着している。熱的導伝性が最小
の電気的導電リードＴTH（例えば、小さなワイヤ・ゲー
ジを用いる）は、コネクタ・レセプタクル３７を温度プ
ラグＴの第１接触領域３１に接続する。他の同様なリー
ドＴｓは、温度センサ３６の出力端を温度プラグＴの第
２接触領域３２に接続する。「＋」と記載された別の同
様なリードが、電源プラグＰの第１接触領域３３からの
正電源電圧を温度センサ３６の正電源入力端に供給す
る。同じ形式の第４のリード「−」が、温度センサ３６
の負電源端子及びコネクタ・レセプタクル３８を電源プ
ラグＰの第２接触領域３４に接続する。これらの接続
は、図１のアダプタ部分の中央部分の回路図に示すよう
に、物理的に実施されている。

【００２９】リードＴｓの電圧で判るアダプタ４０の温
度により、基準熱電対温度がアダプタの温度と等しく、
基準熱電対の２個の端部の間の電圧差が、共通電圧に対
するリードＴTHの電圧として測定され、熱電対プローブ
５０の電圧対温度特性が既知であると仮定すると、その
環境における熱電対プローブの測定熱電対６０の温度を
非常に正確に計算できる。この際の計算には、ルックア
ップ・テーブル及び／又は公式や、これらの組み合わせ
を用いることができる。

【００３０】本発明のＤＭＭアダプタ４０’に３端子熱
電対プローブを接続することもできる。図５は、この３
端子アダプタと、このアダプタが接続されるデジタル・
マルチメータの一部の回路とを示す。このアプローチで
は、温度センサ３６’が異なり、測定回路及びマイクロ
プロセッサ２２’が、電源を供給できると共に、同じラ
インを介してデジタル・データを送受信できる点が異な
る。図５の上側部分から判る如く、Ｖ’ジャック及び
Ｔ’プラグのみが、基準熱電対（図示せず）の第１側部
からのアナログ電圧を単一信号として伝送する。アダプ
タ４０の４個の端子の場合には、アナログ信号「Ｔｓ」
により伝えられた温度情報が、温度センサ３６’にてデ
ジタル化されて、「＋Ｔ」で示す正電源ラインにより伝
送される。測定回路及びマイクロプロセッサ２２’は、
電源を温度センサ３６’に供給すると共に、同じライン
を介して、デジタル・シリアル・データを送受信する。
代わりに、３端子アダプタを得る別の方法では、抵抗又
はサーミスタを温度センサ３６''として用いる。これら
は、温度対電圧特性が安定しており、既知である。

【００３１】図６は、図５の一部の詳細なブロック図に
対応する他の実施例であり、特に電源供給回路と、デジ
タル・マルチメータの測定回路及びマイクロプロセッサ
から温度プローブへの通信を支援する回路とを示してい
る。この実施例において、センサ３６’は、ダラス・セ
ミコンダクタ社製ＤＳ１８２０型１−ワイヤ（商標）デ
ジタル温度計であり、このセンサを等温領域３５に密接
に熱的に接触させる。このダラス・セミコンダクタ社製
ＤＳ１８２０型１−ワイヤ（商標）デジタル温度計は、
２つの異なる電圧源で動作できる。すなわち、センサ３
６’は、「寄生」電源モードを用いて、データ・ライン
Ｔ＋から直接的に電源を得るか、又は、局部的電源（直
流−直流変換器）９９から間接的に電源を得る。ＤＳ１
８２０型や、ダラス・セミコンダクタに関するこれ以上
の情報は、本発明の要旨ではないが、ウェーブ・サイト
「http://www.dalsemi.com/」から入手可能である。

【００３２】図６に示す実施例において、局部的電源９
９は、マキシム社製ＭＡＸ８６７型３．３Ｖ／５Ｖであ
り、調整可能出力を発生する単一セルの直流−直流（Ｄ
Ｃ／ＤＣ）変換器である。局部電源９９は、データ・ラ
イン（プラグ／ジャック）Ｔ＋から受信した＋３Ｖより
も高い直流出力レベルを供給できる。制限された期間に
局部電源９９が発生した電圧を、典型的には１μＦであ
るコンデンサＣ１が維持するので、測定回路及びマイク
ロプロセッサ２２’とセンサ３６’との間で通信を行う
ことが可能である。これは、測定回路及びマイクロプロ
セッサ２２’が、制限された期間に、ラインＴ＋を＋３
Ｖ電源電圧に強力にプルアップして、このときにコンデ
ンサＣ１に蓄積されたエネルギーを用いるためである。
なお、強力なプルアップとは、ＭＯＳＦＥＴが供給する
ような低インピーダンス接続をいう。

【００３３】ＤＭＭ１０の測定回路及びマイクロプロセ
ッサ２２’がセンサ３６’と通信を開始しようとする
と、測定回路及びマイクロプロセッサ２２’は、５キロ
・オームのプルアップ抵抗を強力に低レベルにプルアッ
プして、これら素子２２’及び３６’のいずれかの端部
で、Ｔ＋ラインの電圧を０Ｖに下げて、デジタル通信が
できるようにする。この通信間隔の期間は、コンデンサ
Ｃ１の電荷の大きさにより制限される。ダイオードＤ１
は、電流が局部電源（直流−直流変換器）９９に流れる
ようにするが、通信期間中にＴ＋ラインが低レベルに引
っ張られたとき、このＴ＋ラインの経路に沿って電流が
戻るのを防止する。測定回路及びマイクロプロセッサ２
２’は、Ｔ＋ラインでの通信を制御して、強力なプルア
ップ動作をオンに切り替えることにより、５キロ・オー
ムのプルアップ抵抗と共に、温度を測定するための時間
とエネルギーとを与える。

【００３４】センサ３６’が温度感知モードで動作する
場合、約１ｍＡの電流が必要であり、センサに電流を供
給する必要があり、通信ができない。一方で通信を行う
ことと、他方で測定を行うために温度センサ３６’に電
流を供給することとを時間的に交互に行うために、局部
電源９９及びセンサ３６’の両方は、通信期間の間に、
測定回路及びマイクロプロセッサ２２’から電流を得
る。

【００３５】さらに図６を参照する。基準熱電対接合点
からの信号は、本発明の４端子仕様の場合と同様に、セ
ンサ３６’からの共通戻りに、プラグ／ジャックＣTHを
介して供給される（即ち、接地が共通になる）。同様
に、基準熱電対接合点の第１側部の電圧レベルを伝送す
るラインＴTHは、４端子仕様の場合と同様に、測定回路
及びマイクロプロセッサ２２’に結合するプラグ及びジ
ャックに直接的に接続する。

【００３６】本発明の好適実施例について図示し説明し
たが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形変更
が可能である。例えば、ジャックの代わりにプラグを用
い、プラグの代わりにジャックを用いてもよいし、これ
らジャック及びプラグの代わりに別の接続手段を用いて
もよい。また、熱導伝性材料及び熱絶縁性材料として、
種々の材料を使用できる。温度センサは、抵抗器又は他
のいくつかの素子のように、２端子形式でもよい。熱電
対プローブは、永久的に接続して、コネクタ・レセプタ
クル及びコネクタ端子をなくしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、携帯型測定
機器を移動して、異なる周囲環境温度の状況で測定を行
う場合でも、正確で安定的な基準温度測定又は補償を行
え、迅速に正確な温度測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による４端子温度補償済みアダプタと、
このアダプタが接続されるデジタル・マルチメータのブ
ロック図である。

【図２】従来の熱電対温度プローブを取り付けたデジタ
ル・マルチメータの斜視図である。

【図３】従来の熱電対温度プローブと接続できる本発明
による温度補償済みアダプタの斜視図である。

【図４】従来の熱電対温度プローブと接続できる本発明
による温度補償済みアダプタを部分的に断面にした図で
ある。

【図５】本発明による３端子温度補償済みアダプタと、
このアダプタが接続されるデジタル・マルチメータとの
部分的ブロック図である。

【図６】図５の一部の詳細なブロック図に対応する別の
実施例であり、特に電源供給回路と、デジタル・マルチ
メータの測定回路及びマイクロプロセッサから温度プロ
ーブへの通信を支援する回路とを示している。

【符号の説明】

１０デジタル・マルチメータ（測定機器）１１Ａ／Ｄ変換器１２電源１３、１４増幅器１５〜２０、３１〜３４接触領域２２測定回路及びマイクロプロセッサ３０プラスチック・ケース３１、第１信号出力端子３２第３信号出力端子３３第４信号出力端子３４第２信号出力端子３５等温領域３６温度センサ３７、３８コネクタ・レセプタクル（信号入力端子）３９高い熱抵抗の領域４０アダプタ５０熱電対プローブ５１、５２コネクタ端子（電圧出力端子）５５プローブ・プラグ・ハウジング６０測定熱電対接合点Ｔｓ温度出力電圧信号端＋電源入力端 − 共通接続端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クリフォード・イー・ベイカーアメリカ合衆国オレゴン州 97123 ヒルズボロボールド・ピーク・ロード 25181 (56)参考文献特開平８−178759（ＪＰ，Ａ) 特開平４−36625（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01K 7/00 G01K 7/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】３個以上の信号入力端子を有する測定機
器と、第１及び第２電圧出力端子を有する熱電対プロー
ブとを用い、熱電対により温度測定を行う際に用いるア
ダプタであって、上記第１及び第２電圧出力端子の間の
電圧が測定熱電対接合点及び基準熱電対接合点の間の温
度差を表し、上記基準熱電対接合点が上記第１及び第２
電圧出力端子近傍に設けられると共に上記第１及び第２
電圧出力端子熱的に結合されており、上記アダプタは、等温領域と、該等温領域に熱的に結合し、上記熱電対プローブの第１
電圧出力端子と接続した第１入力信号端子と、上記等温領域に熱的に結合し、上記熱電対プローブの第
２電圧出力端子と接続した第２入力信号端子と、上記等温領域に熱的に結合し、電源入力端、共通接続
端、及び温度出力電圧信号端を有し、感知した温度を上
記温度出力電圧信号のレベルが表す温度センサと、高い熱抵抗の領域と、上記第１信号入力端子に電気的に結合され、上記高い熱
抵抗の領域により上記等温領域から熱的に遮蔽された第
１信号出力端子と、上記第２信号入力端子及び上記温度センサの共通接続端
に電気的に結合され、上記高い熱抵抗の領域により上記
等温領域から熱的に遮蔽された第２信号出力端子と、上記温度出力電圧信号端と電気的に結合され、上記高い
熱抵抗の領域により上記等温領域から熱的に遮蔽された
第３信号出力端子とを具えた測定機器用アダプタ。
【請求項２】上記温度センサの電源入力端に電気的に
結合された第４信号出力端子を更に具えたことを特徴と
する請求項１のアダプタ。
【請求項３】上記第３信号出力端子は、上記温度熱電
対の電源入力端に電気的に結合され、電源及び温度情報
信号の両方が上記第３信号出力端子を同じ信号路として
共用することを特徴とする請求項１のアダプタ。