JP3474456B2 - センサ入力回路および計測器 - Google Patents
センサ入力回路および計測器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、温度計測に用い
て好適なセンサ入力回路および計測器に関するものであ
る。
て好適なセンサ入力回路および計測器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図７は、温度計測用のセンサに熱電対を
用いた従来の温度計測器のセンサ入力回路の構成を示す
回路ブロック図である。図７において、１５１は温度計
測用の異なる種類のセンサの接続を切替制御するマルチ
プレクサである。１５２はマルチプレクサ１５１に接続
された熱電対であり、一端がグランドに接続されてい
る。１５３は熱電対１５２のセンサ出力を増幅するとと
もにレベルシフトするレベルシフト回路、１５４は符号
１５４ａで示す基準電圧Ｖｒｅｆを発生する基準電圧発
生回路である。１５５はＡ／Ｄ変換器であり正電源のみ
により動作し、上限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（＋）として
基準電圧Ｖｒｅｆ、下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）と
してはグランドレベルが与えられる。１５６はＡ／Ｄ変
換器１５５でディジタルデータに変換された前記センサ
出力に対しリニアライズ処理やレンジング処理を行うＣ
ＰＵである。
用いた従来の温度計測器のセンサ入力回路の構成を示す
回路ブロック図である。図７において、１５１は温度計
測用の異なる種類のセンサの接続を切替制御するマルチ
プレクサである。１５２はマルチプレクサ１５１に接続
された熱電対であり、一端がグランドに接続されてい
る。１５３は熱電対１５２のセンサ出力を増幅するとと
もにレベルシフトするレベルシフト回路、１５４は符号
１５４ａで示す基準電圧Ｖｒｅｆを発生する基準電圧発
生回路である。１５５はＡ／Ｄ変換器であり正電源のみ
により動作し、上限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（＋）として
基準電圧Ｖｒｅｆ、下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）と
してはグランドレベルが与えられる。１５６はＡ／Ｄ変
換器１５５でディジタルデータに変換された前記センサ
出力に対しリニアライズ処理やレンジング処理を行うＣ
ＰＵである。
【０００３】レベルシフト回路１５３は、符号１５３ａ
で示す基準電圧Ｖｒｅｆによりレベルシフトされた熱電
対１５２の出力を増幅する第１のオペアンプ１５３ｂと
第２のオペアンプ１５３ｃを備えている。基準電圧発生
回路１５４は、基準電圧源である基準電圧発生器ＺＤ
と、抵抗Ｒの直列回路から構成されている。
で示す基準電圧Ｖｒｅｆによりレベルシフトされた熱電
対１５２の出力を増幅する第１のオペアンプ１５３ｂと
第２のオペアンプ１５３ｃを備えている。基準電圧発生
回路１５４は、基準電圧源である基準電圧発生器ＺＤ
と、抵抗Ｒの直列回路から構成されている。
【０００４】図８は、温度計測用のセンサに測温抵抗体
を用いた従来のセンサ入力回路の構成を示す回路ブロッ
ク図である。図８において図７と同一または相当の部分
については同一の符号を付し説明を省略する。図８にお
いて、１５７は基準電圧源Ｖｒｅｆ、１５８は測温抵抗
体である。測温抵抗体１５８の定電流供給側には抵抗ｒ
を介して符号１５７で示す基準電圧源Ｖｒｅｆが印加さ
れ、反対側の端子はグランドへ接続されている。
を用いた従来のセンサ入力回路の構成を示す回路ブロッ
ク図である。図８において図７と同一または相当の部分
については同一の符号を付し説明を省略する。図８にお
いて、１５７は基準電圧源Ｖｒｅｆ、１５８は測温抵抗
体である。測温抵抗体１５８の定電流供給側には抵抗ｒ
を介して符号１５７で示す基準電圧源Ｖｒｅｆが印加さ
れ、反対側の端子はグランドへ接続されている。
【０００５】次に、動作について説明する。これらセン
サ入力回路は、熱電対と測温抵抗体、両方のセンサが使
用できるようになっている。図７に示す熱電対入力の場
合には、図９の（ａ）に示すように発生起電力が負極性
の場合もあるため正負両電源をマルチプレクサ１５１お
よびレベルシフト回路１５３へ供給する。Ａ／Ｄ変換器
１５５は正電源のみにより動作し、上限基準電圧入力Ｖ
ｒｅｆ（＋）としては符号１５４ａで示す基準電圧Ｖｒ
ｅｆ、下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）としてはグラン
ドレベルが与えられる。このためレベルシフト回路１５
３では、Ａ／Ｄ変換器１５５の上限基準電圧入力Ｖｒｅ
ｆ（＋）として与えられる符号１５４ａで示す基準電圧
Ｖｒｅｆと下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）として与え
られるグランドレベル間の範囲にセンサ出力が入るよう
に、マルチプレクサ１５１から出力されたセンサ出力を
図９の（ｂ）に示すように符号１５３ａで示す基準電圧
Ｖｒｅｆによりレベルシフトする。この場合、符号１５
３ａで示す基準電圧Ｖｒｅｆは高精度が要求される。
サ入力回路は、熱電対と測温抵抗体、両方のセンサが使
用できるようになっている。図７に示す熱電対入力の場
合には、図９の（ａ）に示すように発生起電力が負極性
の場合もあるため正負両電源をマルチプレクサ１５１お
よびレベルシフト回路１５３へ供給する。Ａ／Ｄ変換器
１５５は正電源のみにより動作し、上限基準電圧入力Ｖ
ｒｅｆ（＋）としては符号１５４ａで示す基準電圧Ｖｒ
ｅｆ、下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）としてはグラン
ドレベルが与えられる。このためレベルシフト回路１５
３では、Ａ／Ｄ変換器１５５の上限基準電圧入力Ｖｒｅ
ｆ（＋）として与えられる符号１５４ａで示す基準電圧
Ｖｒｅｆと下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）として与え
られるグランドレベル間の範囲にセンサ出力が入るよう
に、マルチプレクサ１５１から出力されたセンサ出力を
図９の（ｂ）に示すように符号１５３ａで示す基準電圧
Ｖｒｅｆによりレベルシフトする。この場合、符号１５
３ａで示す基準電圧Ｖｒｅｆは高精度が要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のセンサ入力回路
および計測器は以上のように構成されているので、特に
熱電対入力の場合にレベルシフト回路１５３が必要であ
り、回路構成部品が増加してコスト高となり、また小型
化するための障害となる課題があった。さらに、マルチ
プレクサ１５１およびレベルシフト回路１５３には正負
両電源を供給する必要があり、このため電源回路の構成
が複雑化し、電源回路構成部品が増加してコスト高とな
り、また小型化するための障害となる課題があった。
および計測器は以上のように構成されているので、特に
熱電対入力の場合にレベルシフト回路１５３が必要であ
り、回路構成部品が増加してコスト高となり、また小型
化するための障害となる課題があった。さらに、マルチ
プレクサ１５１およびレベルシフト回路１５３には正負
両電源を供給する必要があり、このため電源回路の構成
が複雑化し、電源回路構成部品が増加してコスト高とな
り、また小型化するための障害となる課題があった。
【０００７】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、レベルシフト回路を不要に
するとともに電源回路を簡略化し、回路構成を容易にし
てコストの低減および小型化を実現できるセンサ入力回
路および計測器を得ることを目的とする。
ためになされたものであり、レベルシフト回路を不要に
するとともに電源回路を簡略化し、回路構成を容易にし
てコストの低減および小型化を実現できるセンサ入力回
路および計測器を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係るセンサ入
力回路は、Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の
下限を規定するとともに、センサ入力が熱電対入力であ
るときの、接続された熱電対の一端へ印加され、前記熱
電対入力の信号レベルを正極性の範囲へシフトさせる第
１の基準電圧を単一電源から生成する単一電源で動作す
る下限基準電圧発生回路と、前記Ａ／Ｄ変換器において
Ａ／Ｄ変換する範囲の上限を規定する第２の基準電圧を
単一電源から生成する単一電源で動作する上限基準電圧
発生回路とを備えるようにしたものである。
力回路は、Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の
下限を規定するとともに、センサ入力が熱電対入力であ
るときの、接続された熱電対の一端へ印加され、前記熱
電対入力の信号レベルを正極性の範囲へシフトさせる第
１の基準電圧を単一電源から生成する単一電源で動作す
る下限基準電圧発生回路と、前記Ａ／Ｄ変換器において
Ａ／Ｄ変換する範囲の上限を規定する第２の基準電圧を
単一電源から生成する単一電源で動作する上限基準電圧
発生回路とを備えるようにしたものである。
【０００９】
この発明に係るセンサ入力回路は、下限基
準電圧発生回路で生成した第１の基準電圧をもとに上限
基準電圧発生回路が第２の基準電圧を生成するようにし
たものである。
準電圧発生回路で生成した第１の基準電圧をもとに上限
基準電圧発生回路が第２の基準電圧を生成するようにし
たものである。
【００１０】
この発明に係るセンサ入力回路は、上限基
準電圧発生回路で生成した第２の基準電圧をもとに下限
基準電圧発生回路が第１の基準電圧を生成するようにし
たものである。
準電圧発生回路で生成した第２の基準電圧をもとに下限
基準電圧発生回路が第１の基準電圧を生成するようにし
たものである。
【００１１】
この発明に係る計測器は、センサ入力をデ
ィジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変
換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の下限を規定するとと
もに、前記センサ入力が熱電対入力であるときの、接続
された熱電対の一端へ印加され、前記熱電対入力の信号
レベルを正極性の範囲へシフトさせる第１の基準電圧を
単一電源から生成する単一電源で動作する下限基準電圧
発生回路と、前記Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する
範囲の上限を規定する第２の基準電圧を単一電源から生
成する単一電源で動作する上限基準電圧発生回路とを有
したセンサ入力回路と、該センサ入力回路により取り込
まれ、前記Ａ／Ｄ変換器によりディジタルデータに変換
された前記センサ入力に対し表示、通信、出力などの処
理を行う処理手段とを備えるようにしたものである。
ィジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変
換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の下限を規定するとと
もに、前記センサ入力が熱電対入力であるときの、接続
された熱電対の一端へ印加され、前記熱電対入力の信号
レベルを正極性の範囲へシフトさせる第１の基準電圧を
単一電源から生成する単一電源で動作する下限基準電圧
発生回路と、前記Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する
範囲の上限を規定する第２の基準電圧を単一電源から生
成する単一電源で動作する上限基準電圧発生回路とを有
したセンサ入力回路と、該センサ入力回路により取り込
まれ、前記Ａ／Ｄ変換器によりディジタルデータに変換
された前記センサ入力に対し表示、通信、出力などの処
理を行う処理手段とを備えるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて説明する。 実施の形態１． 図１は、この実施の形態１による計測器のセンサ入力回
路の構成を示す回路ブロック図である。なお、以下の説
明では、温度計測器のセンサ入力回路について説明す
る。図１は温度計測用のセンサに熱電対を用いたセンサ
入力回路の構成を示し、図１において、１はＡ／Ｄ変換
器であり正電源のみにより動作し、上限基準電圧入力Ｖ
ｒｅｆ（＋）として符号９で示す基準電圧（Ｖｒｅｆ＋
ＶＢ）（第２の基準電圧）、下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ
（−）としては符号８で示す基準電圧ＶＢ（第１の基準
電圧）が与えられる。２は熱電対、３は熱電対や測温抵
抗体などの温度計測用の異なる種類のセンサの接続を切
替制御するマルチプレクサ、および前記センサの出力を
増幅する増幅回路などを備えたＡ／Ｄ変換入力回路、４
は前記Ａ／Ｄ変換器１およびＡ／Ｄ変換入力回路３など
からなるＡ／Ｄ変換部、５は符号８で示す基準電圧ＶＢ
を生成する下限基準電圧発生回路、６は符号９で示す基
準電圧（Ｖｒｅｆ＋ＶＢ）を生成する上限基準電圧発生
回路である。７はＡ／Ｄ変換器１でディジタルデータに
変換されたセンサ出力に対し必要に応じてリニアライズ
処理やレンジング処理などのデータ処理を施すＣＰＵ
（処理手段）である。
ついて説明する。 実施の形態１． 図１は、この実施の形態１による計測器のセンサ入力回
路の構成を示す回路ブロック図である。なお、以下の説
明では、温度計測器のセンサ入力回路について説明す
る。図１は温度計測用のセンサに熱電対を用いたセンサ
入力回路の構成を示し、図１において、１はＡ／Ｄ変換
器であり正電源のみにより動作し、上限基準電圧入力Ｖ
ｒｅｆ（＋）として符号９で示す基準電圧（Ｖｒｅｆ＋
ＶＢ）（第２の基準電圧）、下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ
（−）としては符号８で示す基準電圧ＶＢ（第１の基準
電圧）が与えられる。２は熱電対、３は熱電対や測温抵
抗体などの温度計測用の異なる種類のセンサの接続を切
替制御するマルチプレクサ、および前記センサの出力を
増幅する増幅回路などを備えたＡ／Ｄ変換入力回路、４
は前記Ａ／Ｄ変換器１およびＡ／Ｄ変換入力回路３など
からなるＡ／Ｄ変換部、５は符号８で示す基準電圧ＶＢ
を生成する下限基準電圧発生回路、６は符号９で示す基
準電圧（Ｖｒｅｆ＋ＶＢ）を生成する上限基準電圧発生
回路である。７はＡ／Ｄ変換器１でディジタルデータに
変換されたセンサ出力に対し必要に応じてリニアライズ
処理やレンジング処理などのデータ処理を施すＣＰＵ
（処理手段）である。
【００１３】
下限基準電圧発生回路５は、電源電圧＋Ｖ
を分圧する直列接続された抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２からなる
分圧抵抗回路と、ボルテージフォロワを構成する電源電
圧＋Ｖで動作する単一電源動作のオペアンプ５ａなどを
備えている。上限基準電圧発生回路６は、抵抗Ｒと基準
電圧発生器ＺＤの直列回路から構成され、基準電圧Ｖｒ
ｅｆと符号８で示す基準電圧ＶＢの和である符号９で示
す基準電圧（Ｖｒｅｆ＋ＶＢ）を発生する。また、熱電
対２の片側（冷接点補償用抵抗が接続される端子側）に
は、前記下限基準電圧発生回路５で生成された基準電圧
ＶＢが印加されている。
を分圧する直列接続された抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２からなる
分圧抵抗回路と、ボルテージフォロワを構成する電源電
圧＋Ｖで動作する単一電源動作のオペアンプ５ａなどを
備えている。上限基準電圧発生回路６は、抵抗Ｒと基準
電圧発生器ＺＤの直列回路から構成され、基準電圧Ｖｒ
ｅｆと符号８で示す基準電圧ＶＢの和である符号９で示
す基準電圧（Ｖｒｅｆ＋ＶＢ）を発生する。また、熱電
対２の片側（冷接点補償用抵抗が接続される端子側）に
は、前記下限基準電圧発生回路５で生成された基準電圧
ＶＢが印加されている。
【００１４】
次に、動作について説明する。このセンサ
入力回路は電源電圧＋Ｖによる単一電源で動作する回路
であり、正負両電源は必要としない。また、Ａ／Ｄ変換
器１の基準電圧入力は、（Ｖｒｅｆ＋ＶＢ）−ＶＢ＝Ｖ
ｒｅｆであり、基準電圧入力Ｖｒｅｆは基準電圧のＶｒ
ｅｆであり高い精度が維持でき、熱電対入力の測定に適
している。また、従来のセンサ入力回路で必要であった
正負両電源が供給されるレベルシフト回路をなくし、セ
ンサに熱電対２を用いる場合に対しては、熱電対２の片
側に前記下限基準電圧発生回路５で生成された基準電圧
ＶＢ８を印加することで熱電対２のセンサ出力のレベル
をシフトさせ、熱電対２のセンサ出力が負極性となる場
合でも測定可能にしている。
入力回路は電源電圧＋Ｖによる単一電源で動作する回路
であり、正負両電源は必要としない。また、Ａ／Ｄ変換
器１の基準電圧入力は、（Ｖｒｅｆ＋ＶＢ）−ＶＢ＝Ｖ
ｒｅｆであり、基準電圧入力Ｖｒｅｆは基準電圧のＶｒ
ｅｆであり高い精度が維持でき、熱電対入力の測定に適
している。また、従来のセンサ入力回路で必要であった
正負両電源が供給されるレベルシフト回路をなくし、セ
ンサに熱電対２を用いる場合に対しては、熱電対２の片
側に前記下限基準電圧発生回路５で生成された基準電圧
ＶＢ８を印加することで熱電対２のセンサ出力のレベル
をシフトさせ、熱電対２のセンサ出力が負極性となる場
合でも測定可能にしている。
【００１５】
以上説明したように、この実施の形態１に
よれば、レベルシフト回路が不要になるとともに、電源
電圧＋Ｖの単一電源で動作するため、電源回路を含む回
路構成を簡略化でき、回路構成を容易にしてコストの低
減および小型化を図れる温度計測器のセンサ入力回路が
得られる効果がある。
よれば、レベルシフト回路が不要になるとともに、電源
電圧＋Ｖの単一電源で動作するため、電源回路を含む回
路構成を簡略化でき、回路構成を容易にしてコストの低
減および小型化を図れる温度計測器のセンサ入力回路が
得られる効果がある。
【００１６】
実施の形態２．図２
は、この実施の形態２のセンサ入力回路の部分構成
を示す回路図であり、Ａ／Ｄ変換器１と、Ａ／Ｄ変換器
１の上限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（＋）として与えられる
基準電圧を生成する上限基準電圧発生回路および下限基
準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）として与えられる基準電圧を
生成する下限基準電圧発生回路を示す。なお、図２にお
いて図示していない構成は図１と同一構成であり、図１
と同一または相当の部分については同一の符号を付し説
明を省略する。図２において、２１は抵抗Ｒと基準電圧
発生器ＺＤの直列回路から符号４０で示す基準電圧Ｖｒ
ｅｆ（図１の符号９で示す基準電圧Ｖｒｅｆ＋ＶＢ）
（第２の基準電圧）を生成する上限基準電圧発生回路、
２２は直列接続された抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の分圧回路に
より符号４で示す基準電圧Ｖｒｅｆを分圧し、この分圧
した電圧をボルテージフォロワを構成する単一電源動作
のオペアンプ２２ａを介して出力し、符号８で示す基準
電圧ＶＢ（図１の基準電圧ＶＢと同値）を生成する下限
基準電圧発生回路である。
を示す回路図であり、Ａ／Ｄ変換器１と、Ａ／Ｄ変換器
１の上限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（＋）として与えられる
基準電圧を生成する上限基準電圧発生回路および下限基
準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）として与えられる基準電圧を
生成する下限基準電圧発生回路を示す。なお、図２にお
いて図示していない構成は図１と同一構成であり、図１
と同一または相当の部分については同一の符号を付し説
明を省略する。図２において、２１は抵抗Ｒと基準電圧
発生器ＺＤの直列回路から符号４０で示す基準電圧Ｖｒ
ｅｆ（図１の符号９で示す基準電圧Ｖｒｅｆ＋ＶＢ）
（第２の基準電圧）を生成する上限基準電圧発生回路、
２２は直列接続された抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の分圧回路に
より符号４で示す基準電圧Ｖｒｅｆを分圧し、この分圧
した電圧をボルテージフォロワを構成する単一電源動作
のオペアンプ２２ａを介して出力し、符号８で示す基準
電圧ＶＢ（図１の基準電圧ＶＢと同値）を生成する下限
基準電圧発生回路である。
【００１７】
次に、動作について説明する。このセンサ
入力回路では、Ａ／Ｄ変換器１の上限基準電圧入力Ｖｒ
ｅｆ（＋）として与えられる基準電圧を符号４０で示す
基準電圧Ｖｒｅｆとし、また下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ
（−）として与えられる基準電圧を符号８で示す基準電
圧ＶＢとし、Ａ／Ｄ変換器１がＡ／Ｄ変換を行う際のア
ナログ入力信号の範囲をＶｒｅｆ−ＶＢとする。この場
合、基準電圧Ｖｒｅｆとともに基準電圧ＶＢも高精度に
保つことが要求される。このため、前記分圧回路の抵抗
Ｒ１，Ｒ２は温度係数が小さい安定性の高いことが要求
され、また、オペアンプ２２ａもオフセット電圧の温度
変化、経時変化の小さいことが要求される。
入力回路では、Ａ／Ｄ変換器１の上限基準電圧入力Ｖｒ
ｅｆ（＋）として与えられる基準電圧を符号４０で示す
基準電圧Ｖｒｅｆとし、また下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ
（−）として与えられる基準電圧を符号８で示す基準電
圧ＶＢとし、Ａ／Ｄ変換器１がＡ／Ｄ変換を行う際のア
ナログ入力信号の範囲をＶｒｅｆ−ＶＢとする。この場
合、基準電圧Ｖｒｅｆとともに基準電圧ＶＢも高精度に
保つことが要求される。このため、前記分圧回路の抵抗
Ｒ１，Ｒ２は温度係数が小さい安定性の高いことが要求
され、また、オペアンプ２２ａもオフセット電圧の温度
変化、経時変化の小さいことが要求される。
【００１８】
以上のように、この実施の形態２において
も、レベルシフト回路が不要になるとともに、電源電圧
＋Ｖの単一電源で動作するため、電源回路を含む回路構
成を簡略化でき、回路構成を容易にしてコストの低減お
よび小型化を図れる温度計測器のセンサ入力回路が得ら
れる効果がある。
も、レベルシフト回路が不要になるとともに、電源電圧
＋Ｖの単一電源で動作するため、電源回路を含む回路構
成を簡略化でき、回路構成を容易にしてコストの低減お
よび小型化を図れる温度計測器のセンサ入力回路が得ら
れる効果がある。
【００１９】
実施の形態３．図３
は、この実施の形態３のセンサ入力回路の部分構成
を示す回路図であり、Ａ／Ｄ変換器１と、Ａ／Ｄ変換器
１の上限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（＋）として与えられる
基準電圧を生成する上限基準電圧発生回路および下限基
準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）として与えられる基準電圧を
生成する下限基準電圧発生回路を示す。なお、図３にお
いて図示していない構成は図１と同一構成であり、図１
と同一または相当の部分については同一の符号を付し説
明を省略する。図３において、３１は抵抗Ｒ１１と基準
電圧発生器ＺＤ１の直列回路から符号４０で示す基準電
圧Ｖｒｅｆを生成する上限基準電圧発生回路、３２は負
荷抵抗Ｒ１２と定電圧ダイオードＺＤ２の直列回路から
符号８で示す基準電圧ＶＢを生成する下限基準電圧発生
回路である。
を示す回路図であり、Ａ／Ｄ変換器１と、Ａ／Ｄ変換器
１の上限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（＋）として与えられる
基準電圧を生成する上限基準電圧発生回路および下限基
準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）として与えられる基準電圧を
生成する下限基準電圧発生回路を示す。なお、図３にお
いて図示していない構成は図１と同一構成であり、図１
と同一または相当の部分については同一の符号を付し説
明を省略する。図３において、３１は抵抗Ｒ１１と基準
電圧発生器ＺＤ１の直列回路から符号４０で示す基準電
圧Ｖｒｅｆを生成する上限基準電圧発生回路、３２は負
荷抵抗Ｒ１２と定電圧ダイオードＺＤ２の直列回路から
符号８で示す基準電圧ＶＢを生成する下限基準電圧発生
回路である。
【００２０】
次に、動作について説明する。このセンサ
入力回路でも、前記実施の形態２と同様にＡ／Ｄ変換器
１の上限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（＋）として与えられる
基準電圧を符号４０で示す基準電圧Ｖｒｅｆとし、また
下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）として与えられる基準
電圧を符号８で示す基準電圧ＶＢとし、Ａ／Ｄ変換器１
がＡ／Ｄ変換を行う際のアナログ入力信号の範囲をＶｒ
ｅｆ−ＶＢとする。この場合、基準電圧Ｖｒｅｆを生成
する上限基準電圧発生回路３１と基準電圧ＶＢを生成す
る下限基準電圧発生回路３２は、共に抵抗と基準電圧発
生器からなる同一構成であり、特に基準電圧ＶＢを生成
する下限基準電圧発生回路３２の構成は、前記実施の形
態２の下限基準電圧発生回路２２と構成が異なり、回路
構成が簡略化されている。
入力回路でも、前記実施の形態２と同様にＡ／Ｄ変換器
１の上限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（＋）として与えられる
基準電圧を符号４０で示す基準電圧Ｖｒｅｆとし、また
下限基準電圧入力Ｖｒｅｆ（−）として与えられる基準
電圧を符号８で示す基準電圧ＶＢとし、Ａ／Ｄ変換器１
がＡ／Ｄ変換を行う際のアナログ入力信号の範囲をＶｒ
ｅｆ−ＶＢとする。この場合、基準電圧Ｖｒｅｆを生成
する上限基準電圧発生回路３１と基準電圧ＶＢを生成す
る下限基準電圧発生回路３２は、共に抵抗と基準電圧発
生器からなる同一構成であり、特に基準電圧ＶＢを生成
する下限基準電圧発生回路３２の構成は、前記実施の形
態２の下限基準電圧発生回路２２と構成が異なり、回路
構成が簡略化されている。
【００２１】
以上のように、この実施の形態３において
も、レベルシフト回路が不要になるとともに、電源電圧
＋Ｖの単一電源で動作するため、電源回路を含む回路構
成を簡略化でき、回路構成を容易にしてコストの低減お
よび小型化を図れる温度計測器のセンサ入力回路が得ら
れる効果がある。
も、レベルシフト回路が不要になるとともに、電源電圧
＋Ｖの単一電源で動作するため、電源回路を含む回路構
成を簡略化でき、回路構成を容易にしてコストの低減お
よび小型化を図れる温度計測器のセンサ入力回路が得ら
れる効果がある。
【００２２】
実施の形態４．
次に、前記各実施の形態で説明したセンサ入力回路を備
えた温度発信器の具体例について説明する。図４は、こ
の実施の形態４の温度発信器の構成を示すブロック図で
ある。図４において図１と同一または相当の部分につい
ては同一の符号を付し説明を省略する。図４において、
４１は熱電対などのセンサを接続する入力ターミナル、
４２は冷接点補償回路、４４はリニアライズ回路（処理
手段）である。このリニアライズ回路４４はセンサの種
類毎の変換テーブルを備え、この変換テーブルに基づい
てＡ／Ｄ変換部４の出力するディジタルデータを温度デ
ータに変換する。４５は入力データを０％から１００％
の範囲でレンジ変換するレンジング回路（処理手段）で
ある。４６は処理手段に対応するＤ／Ａ変換回路（通信
変換回路）であり、レンジング回路４５でレンジ変換さ
れたデータをアナログ値に変換し、また出力形態が通信
の場合には前記レンジ変換されたデータを通信用データ
に変換する。４７は信号の外部出力用の出力ターミナ
ル、４８は計測した温度をディジタル表示するディジタ
ル表示部である。
えた温度発信器の具体例について説明する。図４は、こ
の実施の形態４の温度発信器の構成を示すブロック図で
ある。図４において図１と同一または相当の部分につい
ては同一の符号を付し説明を省略する。図４において、
４１は熱電対などのセンサを接続する入力ターミナル、
４２は冷接点補償回路、４４はリニアライズ回路（処理
手段）である。このリニアライズ回路４４はセンサの種
類毎の変換テーブルを備え、この変換テーブルに基づい
てＡ／Ｄ変換部４の出力するディジタルデータを温度デ
ータに変換する。４５は入力データを０％から１００％
の範囲でレンジ変換するレンジング回路（処理手段）で
ある。４６は処理手段に対応するＤ／Ａ変換回路（通信
変換回路）であり、レンジング回路４５でレンジ変換さ
れたデータをアナログ値に変換し、また出力形態が通信
の場合には前記レンジ変換されたデータを通信用データ
に変換する。４７は信号の外部出力用の出力ターミナ
ル、４８は計測した温度をディジタル表示するディジタ
ル表示部である。
【００２３】 図５
は、この温度発信器の構造を示す断面
図である。図５において図４と同一または相当の部分に
ついては同一の符号を付し説明を省略する。図５におい
て、５１はターミナルボード、５２はアウトプットボー
ド、５３はアナログボード、５４はディジタルボード、
５５はプリント板ホルダ、５６はターミナルである。６
１は前記各ボードなどを内蔵したハウジング部、６２は
カバー、６３は窓ガラスである。
図である。図５において図４と同一または相当の部分に
ついては同一の符号を付し説明を省略する。図５におい
て、５１はターミナルボード、５２はアウトプットボー
ド、５３はアナログボード、５４はディジタルボード、
５５はプリント板ホルダ、５６はターミナルである。６
１は前記各ボードなどを内蔵したハウジング部、６２は
カバー、６３は窓ガラスである。
【００２４】 図６
は、ターミナルボード５１，アウトプ
ットボード５２，アナログボード５３およびディジタル
ボード５４における各回路ブロックの配置構成を示す説
明図である。図６において図１、図４および図５と同一
または相当の部分については同一の符号を付し説明を省
略する。図６において、７１はメモリ、７２は信号アイ
ソレータ、７３は電源トランス、７４は電源アイソレー
ション部、７５は電流出力回路、７７は避雷器、７８は
ノイズフィルタである。
ットボード５２，アナログボード５３およびディジタル
ボード５４における各回路ブロックの配置構成を示す説
明図である。図６において図１、図４および図５と同一
または相当の部分については同一の符号を付し説明を省
略する。図６において、７１はメモリ、７２は信号アイ
ソレータ、７３は電源トランス、７４は電源アイソレー
ション部、７５は電流出力回路、７７は避雷器、７８は
ノイズフィルタである。
【００２５】
以上のように、この実施の形態４によれ
ば、電源回路を含む回路構成を簡略化でき、回路構成を
容易にしてコストの低減および小型化を図れる温度発信
器が得られる効果がある。
ば、電源回路を含む回路構成を簡略化でき、回路構成を
容易にしてコストの低減および小型化を図れる温度発信
器が得られる効果がある。
【００２６】
【発明の効果】以上、この発明によれば、Ａ／Ｄ変換器
においてＡ／Ｄ変換する範囲の下限を規定するととも
に、センサ入力が熱電対入力であるときの、接続された
熱電対の一端へ印加され、前記熱電対入力の信号レベル
を正極性の範囲へシフトさせる第１の基準電圧を単一電
源から生成する単一電源で動作する下限基準電圧発生回
路と、前記Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の
上限を規定する第２の基準電圧を単一電源から生成する
単一電源で動作する上限基準電圧発生回路とを備えるよ
うに構成したので、熱電対入力の取り込みに際し、セン
サ入力回路においてレベルシフト回路が不要になり、ま
た単一電源動作であることから電源回路が簡略化され、
回路構成が容易になってコストの低減および小型化が図
れる効果がある。
においてＡ／Ｄ変換する範囲の下限を規定するととも
に、センサ入力が熱電対入力であるときの、接続された
熱電対の一端へ印加され、前記熱電対入力の信号レベル
を正極性の範囲へシフトさせる第１の基準電圧を単一電
源から生成する単一電源で動作する下限基準電圧発生回
路と、前記Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の
上限を規定する第２の基準電圧を単一電源から生成する
単一電源で動作する上限基準電圧発生回路とを備えるよ
うに構成したので、熱電対入力の取り込みに際し、セン
サ入力回路においてレベルシフト回路が不要になり、ま
た単一電源動作であることから電源回路が簡略化され、
回路構成が容易になってコストの低減および小型化が図
れる効果がある。
【００２７】
この発明によれば、下限基準電圧発生回路
で生成した第１の基準電圧をもとに上限基準電圧発生回
路が第２の基準電圧を生成するように構成したので、前
記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧のレベル関係の
設定が容易になり、また熱電対入力や測温抵抗体入力の
取り込みに際し、センサ入力回路においてレベルシフト
回路が不要になり、また単一電源動作であることから電
源回路が簡略化され、回路構成が容易になってコストの
低減および小型化が図れる効果がある。
で生成した第１の基準電圧をもとに上限基準電圧発生回
路が第２の基準電圧を生成するように構成したので、前
記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧のレベル関係の
設定が容易になり、また熱電対入力や測温抵抗体入力の
取り込みに際し、センサ入力回路においてレベルシフト
回路が不要になり、また単一電源動作であることから電
源回路が簡略化され、回路構成が容易になってコストの
低減および小型化が図れる効果がある。
【００２８】
この発明によれば、上限基準電圧発生回路
で生成した第２の基準電圧をもとに下限基準電圧発生回
路が第１の基準電圧を生成するように構成したので、前
記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧のレベル関係の
設定が容易になり、また熱電対入力や測温抵抗体入力の
取り込みに際し、センサ入力回路においてレベルシフト
回路が不要になり、また単一電源動作であることから電
源回路が簡略化され、回路構成が容易になってコストの
低減および小型化が図れる効果がある。
で生成した第２の基準電圧をもとに下限基準電圧発生回
路が第１の基準電圧を生成するように構成したので、前
記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧のレベル関係の
設定が容易になり、また熱電対入力や測温抵抗体入力の
取り込みに際し、センサ入力回路においてレベルシフト
回路が不要になり、また単一電源動作であることから電
源回路が簡略化され、回路構成が容易になってコストの
低減および小型化が図れる効果がある。
【００２９】
この発明によれば、センサ入力をディジタ
ルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器に
おいてＡ／Ｄ変換する範囲の下限を規定するとともに、
前記センサ入力が熱電対入力であるときの、接続された
熱電対の一端へ印加され、前記熱電対入力の信号レベル
を正極性の範囲へシフトさせる第１の基準電圧を単一電
源から生成する単一電源で動作する下限基準電圧発生回
路と、前記Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の
上限を規定する第２の基準電圧を単一電源から生成する
単一電源で動作する上限基準電圧発生回路とを有したセ
ンサ入力回路と、該センサ入力回路により取り込まれ、
前記Ａ／Ｄ変換器によりディジタルデータに変換された
前記センサ入力に対し表示、通信、出力などの処理を行
う処理手段とを備えるように構成したので、電源回路を
簡略化し、回路構成を容易にし、コストの低減および小
型化を図ったセンサ入力回路により、熱電対入力の計測
が可能になる効果がある。
ルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器に
おいてＡ／Ｄ変換する範囲の下限を規定するとともに、
前記センサ入力が熱電対入力であるときの、接続された
熱電対の一端へ印加され、前記熱電対入力の信号レベル
を正極性の範囲へシフトさせる第１の基準電圧を単一電
源から生成する単一電源で動作する下限基準電圧発生回
路と、前記Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の
上限を規定する第２の基準電圧を単一電源から生成する
単一電源で動作する上限基準電圧発生回路とを有したセ
ンサ入力回路と、該センサ入力回路により取り込まれ、
前記Ａ／Ｄ変換器によりディジタルデータに変換された
前記センサ入力に対し表示、通信、出力などの処理を行
う処理手段とを備えるように構成したので、電源回路を
簡略化し、回路構成を容易にし、コストの低減および小
型化を図ったセンサ入力回路により、熱電対入力の計測
が可能になる効果がある。
【図１】この発明の実施の形態１による計測器のセンサ
入力回路の構成を示す回路ブロック図である。
入力回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２のセンサ入力回路の部
分構成を示す回路図である。
分構成を示す回路図である。
【図３】この発明の実施の形態３のセンサ入力回路の部
分構成を示す回路図である。
分構成を示す回路図である。
【図４】この発明の実施の形態４の温度発信器の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態４の温度発信器の構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４の温度発信器の各回路
ブロックの配置構成を示す説明図である。
ブロックの配置構成を示す説明図である。
【図７】温度計測用のセンサに熱電対を用いた従来の温
度計測器のセンサ入力回路の構成を示す回路ブロック図
である。
度計測器のセンサ入力回路の構成を示す回路ブロック図
である。
【図８】温度計測用のセンサに測温抵抗体を用いた従来
の温度計測器のセンサ入力回路の構成を示す回路ブロッ
ク図である。
の温度計測器のセンサ入力回路の構成を示す回路ブロッ
ク図である。
【図９】従来の温度計測器における熱電対入力を示す特
性図である。
性図である。
１ Ａ／Ｄ変換器
２ 熱電対
５，２２，３２ 下限基準電圧発生回路
６，２１，３１ 上限基準電圧発生回路
７ ＣＰＵ（処理手段）
８ 基準電圧ＶＢ（第１の基準電圧）
９ 基準電圧Ｖｒｅｆ＋ＶＢ（第２の基準電圧）
４０ 基準電圧Ｖｒｅｆ（第２の基準電圧）
４４ リニアライズ回路（処理手段）
４５ レンジング回路（処理手段）
４６ Ｄ／Ａ変換回路（処理手段）
Claims (4)
- 【請求項１】 センサ入力をＡ／Ｄ変換器によりディジ
タルデータに変換するセンサ入力回路において、 前記Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の下限を
規定するとともに、前記センサ入力が熱電対入力である
ときの、接続された熱電対の一端へ印加され、前記熱電
対入力の信号レベルを正極性の範囲へシフトさせる第１
の基準電圧を単一電源から生成する単一電源で動作する
下限基準電圧発生回路と、 前記Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の上限を
規定する第２の基準電圧を単一電源から生成する単一電
源で動作する上限基準電圧発生回路とを備えたことを特
徴とするセンサ入力回路。 - 【請求項２】 上限基準電圧発生回路は、 下限基準電圧発生回路で生成した第１の基準電圧をもと
に第２の基準電圧を生成することを特徴とする請求項１
記載のセンサ入力回路。 - 【請求項３】 下限基準電圧発生回路は、 上限基準電圧発生回路で生成した第２の基準電圧をもと
に第１の基準電圧を生成することを特徴とする請求項１
記載のセンサ入力回路。 - 【請求項４】 センサ入力をディジタルデータに変換す
るＡ／Ｄ変換器と、 該Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の下限を規
定するとともに、前記センサ入力が熱電対入力であると
きの、接続された熱電対の一端へ印加され、前記熱電対
入力の信号レベルを正極性の範囲へシフトさせる第１の
基準電圧を単一電源から生成する単一電源で動作する下
限基準電圧発生回路と、 前記Ａ／Ｄ変換器においてＡ／Ｄ変換する範囲の上限を
規定する第２の基準電圧を単一電源から生成する単一電
源で動作する上限基準電圧発生回路と を有したセンサ入力回路と、 該センサ入力回路により取り込まれ、前記Ａ／Ｄ変換器
によりディジタルデータに変換された前記センサ入力に
対し表示、通信、出力などの処理を行う処理手段とを備
えた計測器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26361398A JP3474456B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | センサ入力回路および計測器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26361398A JP3474456B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | センサ入力回路および計測器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000088669A JP2000088669A (ja) | 2000-03-31 |
| JP3474456B2 true JP3474456B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=17391978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26361398A Expired - Fee Related JP3474456B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | センサ入力回路および計測器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3474456B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| 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 |
| JP4840087B2 (ja) * | 2006-11-08 | 2011-12-21 | 株式会社明電舎 | Ａ／ｄ変換方式 |
-
1998
- 1998-09-17 JP JP26361398A patent/JP3474456B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000088669A (ja) | 2000-03-31 |
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