JP4156357B2

JP4156357B2 - 携帯型多チャンネル温度記録装置

Info

Publication number: JP4156357B2
Application number: JP2002362620A
Authority: JP
Inventors: 徹吉泉; 恭久鈴木; 裕輔村井
Original assignee: Chino Corp
Current assignee: Chino Corp
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: JP2004191317A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の温度センサから各チャンネルごとに温度データを収録する携帯型多チャンネル温度記録装置に関する。本発明の携帯型多チャンネル温度記録装置は、食品加工、温室・ビニールハウス等、設備機器・プラント・電力室等において温度データを測定して収録するために有用である。
【０００２】
【従来の技術】
２チャンネルの温度センサから温度データを収録する携帯型温度記録装置が知られている。この種の温度記録装置では例えば温度センサとして熱電対が使用されているが、この熱電対では、その測定回路に熱接点（測温接点）と冷接点（基準接点）を有し、センサを記録装置本体に接続する部分を基準接点とすれば、その温度が２つのチャンネルの間で異なると、測定結果にばらつきを生じてしまうという問題がある。
【０００３】
そこで、従来の温度記録装置では、装置の筐体内に収納されている回路基板に、均熱板を重ねて面で接触させ、この均熱板及び回路基板に対して、各チャンネルのセンサのコンタクトピンが接続される受け部を固定していた。この均熱板によれば、各チャンネルの熱状態を均等にすることが期待されるので、上述した２チャンネル間の温度測定のばらつきが抑えられる。
【０００４】
また、２つの受け部が設けられた基板の１箇所に温度補償素子を設けておき、温度入力信号について受け部で発生する起電力を測定して補償することにより、２チャンネル間の温度測定のばらつきを抑えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
回路基板の上に各チャンネル共通の均熱板を取り付け、これに各チャンネルのセンサが接続される受け部を固定する構造は、均熱板が高価であるという問題があった。また、基板の１箇所に温度補償素子を設ける構造では、特に３チャンネル以上の複数の温度センサを用いようとした場合、その温度補償素子が設けられた位置から離れた受け部については他の個所と条件が同一にならず、チャンネル間で温度測定の誤差が生じていた。
【０００６】
ここで、基板の温度状態が安定して温度分布が均一になってから測定を開始するという手法も考えられるが、このような手法では指示値が安定するまでに長い時間が必要となり、また外気温度の影響も受けやすいという問題がある。
【０００７】
さらに、各チャンネルの受け部が設けられる基板を熱伝導のよい金属で構成する等、材料の面から各受け部間に温度分布が生じにくいような構成とすれば、測定精度を向上させ得るが、その場合にはコストが高くなり、重量も増加するという問題がある。
【０００８】
本発明は、複数チャンネルのセンサが接続される複数の受け部を備えた携帯型多チャンネル温度記録装置において、簡単で安価な構造により各チャンネル間の均熱化を図り、温度分布を生じにくくして複数の各チャンネルにおける温度測定精度を向上させることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された携帯型多チャンネル温度記録装置は、着脱自在に接続された複数の温度センサから各チャンネルごとにデータを収録する携帯型多チャンネル温度記録装置において、前記データを処理するための回路を備えた回路基板と、前記回路基板とは別体に構成され、表面側の全面に均熱化のための金属層が形成されており、各チャンネルに対応して前記温度センサのコンタクトピンが着脱自在に接続される複数の受け部と前記複数の受け部を共通の空間内に収納する樹脂カバーが裏面側に設けられており、さらに各チャンネル間に発生した温度差を補償して前記各温度センサからの信号により各チャンネルごとにデータを処理するために裏面側に前記受け部ごとに温度補償素子が設けられており、前記温度センサからの信号を前記回路基板に送るとともに前記温度補償素子を前記回路基板に接続するために前記回路基板の一端に前記回路基板に対して直交するようにコネクタを介して機械的、電気的に接続された端子基板と、前記回路基板と前記端子基板が内部に設けられた筐体と、を有している。
【００１０】
かかる構造によれば、相対的に大きな回路基板から相対的に小さい端子基板を別体として各チャンネルの受け部を設ける専用の部材となるので、各チャンネル間が回路基板にコンタクトを直接取り付ける場合に比べて均熱化が図られ、温度分布を生じにくくなり、各チャンネルにおける温度測定精度が向上する。
【００１２】
かかる構造によれば、各チャンネルの受け部を端子基板に取り付ける場合に比べてさらに均熱化が図られ、温度分布が一層生じにくくなり、各チャンネルにおける温度測定精度がさらに向上する。
【００１４】
かかる構造によれば、各チャンネルの受け部が樹脂カバーによって共通の空間内に収納されるので、さらに均熱化が図られ、温度分布が一層生じにくくなり、各チャンネルにおける温度測定精度がさらに向上する。
【００１６】
かかる構造によれば、複数のチャンネル間に温度差が発生したとしても、これに影響されることなく、各熱電対によって精度よく温度を測定することができるため、特に作業員が携帯しての多チャンネル温度測定に有用である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１は本例の携帯型多チャンネル温度記録装置１ (以下、温度記録装置１とも呼ぶ）の外観図、図２は図１において紙面に平行な切断面で温度記録装置１を切断したセンサのコンタクトピンと受け部の接続部分の部分拡大断面図、図３は図１において紙面に垂直な切断面で温度記録装置１を切断したセンサのコンタクトピンと受け部の接続部分の部分拡大断面図、図４は端子基板の正面図である。
【００１８】
図１に示す温度記録装置１の筐体２は、表示部３と操作部４が設けられた表側のケースＡと、筐体２の裏蓋となるケースＢからなる。図２及び図３に示すように、ケースＡの内部には、温度センサからのデータを処理するための回路を備えた矩形の回路基板５が設けられている。詳細は図示しないが、回路基板５はケースＡの開口の内形に相当する外形寸法を有し、ケースＡの開口に臨む位置（ケースＡの開口端面と面一となる位置）に配置されている。
【００１９】
この回路基板５の一端（ケースＡの上端側）には、コネクタ６を介して端子基板７が機械的、電気的に接続されている。端子基板７は、回路基板５に対して直交しており、その大きさは回路基板５と直交する切断面で切断したケースＡの内形より若干小さい矩形状である。
【００２０】
図４に示す端子基板７には、温度センサである熱電対の一対のコンタクトピン８ (ピン）が挿入される上下一対の挿入孔９が、所定間隔で横方向に４対形成されている。各挿入孔９の内面は絶縁されている。各挿入孔９の左右近傍には、コンタクトピン８に接触するコネクタとしての受け部１０が設けられる取り付け凹部１１が形成されている。図中６は回路基板５に接続するためのコネクタである。
【００２１】
図４は、端子基板７の裏面側を示しているが、この裏面側には、一対の取り付け凹部１１，１１ごとに、コネクタとしての挟持力を有する板ばね状の受け部１０が突出して取り付けられている。なお、本例では、４つの温度センサが用いられ、各温度センサはそれぞれ一対のコンタクトピン８，８を有し、各コンタクトピン８は一対の金属部品からなる受け部１０によってそれぞれ保持される。
【００２２】
端子基板７の内面側には、図示しない配線が設けられており、受け部１０とコネクタ６を接続している。従って、端子基板７の表面側から挿入孔９に挿入された温度センサのコンタクトピン８は、それぞれ端子基板７の裏面側で受け部１０に挟持され、端子基板７の回路とコネクタ６を介して回路基板５に電気的に接続される。
【００２３】
このように、大きな回路基板５に対して小さい端子基板７を専用の別部材として各チャンネルの受け部１０を設けたので、回路基板５にコンタクトを直接取り付ける場合に比べて各チャンネル間の均熱化が図られる。
【００２４】
この端子基板７の表面の全面には、均熱化のための金属層１２が形成されている。但し、温度センサのコンタクトピン８が挿入される挿入孔９の近傍には形成せず、温度センサのコンタクトピン８を挿入孔９に挿入してもコンタクトピン８が該金属層１２に導通することはない。金属層１２は、剥離しにくさ、コスト、均熱の効果等を考慮すると、その厚さは、通常の配線パターンの場合の数倍程度が好ましい。例えば、通常のプリント基板に設けられる回路配線のパターンが１２μｍ程度であれば、本例の金属層としては３５〜１００μｍ程度の厚さの銅とするのが好ましい。
【００２５】
このように、端子基板７の表面側の全面に金属層１２を形成すれば、金属板で端子基板７を形成する場合に比べて軽量となり、コストも安く、かつ均熱化がさらに図られるて温度分布が一層生じにくくなる。
【００２６】
図２及び図３に示すように、筐体２の内部において、前記端子基板７には樹脂カバー１３が被せられて固定されている。樹脂カバー１３は爪状の係止部と被係止部との嵌合構造により、ワンタッチで着脱できる構成である。樹脂カバー１３は、均熱の効果、軽量性、成形性等を考慮してＡＢＳ樹脂で構成した。
【００２７】
この樹脂カバー１３を端子基板７に取り付けることにより、端子基板７に設けられた４つの温度センサの各コンタクトピン８は、樹脂カバー１３により外部の温度の影響を遮断される。また、４つの温度センサの各コンタクトピン８は、樹脂カバー１３によって区画された一つの共通の空間内に存在することとなるが、この空間は狭く、樹脂カバー１３内部では放熱が少なく、このため温度分布は均一になりやすい。従って、４つの温度センサの温度測定状態には温度差が発生しにくく、各熱電対による測定精度がさらに向上する。
【００２８】
このように各チャンネルの受け部１０（コンタクトピン８）を樹脂カバー１３で覆えば、４つの温度センサを記録装置本体に接続する部分（基準接点）の均熱化がさらに図られる。
【００２９】
次に、図４に示したように、前記端子基板７の裏面には、各チャンネルごとに、一対のコンタクトの間に温度補償素子１５が設けられている。温度補償素子１５は、端子基板７の図示しない配線とコネクタ６を介して回路基板５に接続されている。
【００３０】
図５は、本温度記録装置１の回路図である。１からｎまでのｎチャンネルの温度センサごとに、その対応する受け部１０にそれぞれ温度補償素子１５が設けられている。各温度センサからの入力は、マルチプレクサ１６を介して信号処理部１７に送られて増幅され、Ａ／Ｄ変換器１８を介して処理手段である演算部としてのＣＰＵ１９に入力される。各温度補償素子１５からの入力も、他のマルチプレクサ２０を介して他の信号処理部２１に送られて増幅され、Ａ／Ｄ変換器１８を介して処理手段である演算部としてのＣＰＵ１９に入力される。ＣＰＵ１９は、温度センサと温度補償素子１５の駆動をスイッチ２０で切り替えるとともに、選択した温度センサ又は温度補償素子１５の各マルチプレクサ１６，２０を制御して順次信号を取り込む動作を行なわせる。
【００３１】
温度測定にあたっては、まずＣＰＵ１９からの制御信号によりスイッチ２０が制御されて温度補償素子１５が選択され、さらにマルチプレクサ２０が制御されて各チャンネルごとに温度補償素子１５から信号が順次入力されてＣＰＵ１９の記憶部に温度補償データとして格納される。次に、ＣＰＵ１９からの制御信号によりスイッチ２０が制御されて温度センサが選択され、さらにマルチプレクサ１６が制御されて各チャンネルごとに温度センサから信号が順次入力されてＣＰＵ１９の記憶部に温度データとして格納される。そして、ＣＰＵ１９では温度データを温度補償データで補償して各チャンネルごとの温度値として出力し、表示部に表示する。
【００３２】
このように、本例の温度記録装置１では、端子基板７を独立させ、表面に金属層１２を形成し、さらに裏面を樹脂カバー１３で覆うことにより、構造的な面から複数チャンネル間の温度差の発生を可及的に防止したが、仮に各チャンネル間に微小な温度差が生じたとしても、これら各チャンネルごとに設けた温度補償素子１５により、前記各温度センサからの信号を補償して温度値を得ることができ、複数の温度センサによる高精度の温度測定を行なうことができる。
【００３３】
以上の説明では、温度記録装置１に用いる温度センサとして熱電対を用いたが、本発明の温度センサはこれに限定されることはなく、温度測定精度向上のために複数のチャンネル間の均熱化や温度補償が必要となるような温度センサ、例えば測温抵抗体などについても略同様に適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の携帯型多チャンネル温度記録装置によれば、温度センサが接続される端子基板をメインの回路基板から独立させ、該端子基板の表面に均熱化のために金属層を形成し、さらにその裏面を樹脂カバーで覆うことにより、構造的な面から複数チャンネル間の温度差の発生を可及的に防止した。そして、さらに、各チャンネルごとに端子基板に温度補償素子を設けて温度補償を行なう構成とした。従って、本発明によれば、着脱自在に接続された複数の温度センサから各チャンネルごとにデータを収録する携帯型多チャンネル温度記録装置において、簡単で安価な構造により各チャンネル間の均熱化を図り、温度分布を生じにくくして複数の各チャンネルにおける温度測定精度を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本例の携帯型多チャンネル温度記録装置の外観図である。
【図２】図１において紙面に平行な切断面で温度記録装置１を切断したセンサのコンタクトピンと受け部の接続部分の部分拡大断面図である。
【図３】図１において紙面に垂直な切断面で温度記録装置１を切断したセンサのコンタクトピンと受け部の接続部分の部分拡大断面図である。
【図４】本例の携帯型多チャンネル温度記録装置における端子基板の正面図である。
【図５】図５は、本例の携帯型多チャンネル温度記録装置における回路図である。
【符号の説明】
１…携帯型多チャンネル温度記録装置（温度記録装置）、５…回路基板、７…端子基板、８…コンタクトピン、１０…受け部、１２…金属層、１３…樹脂カバー、１５…温度補償素子、１９…処理手段、演算部、ＣＰＵ。

Claims

着脱自在に接続された複数の温度センサから各チャンネルごとにデータを収録する携帯型多チャンネル温度記録装置において、
前記データを処理するための回路を備えた回路基板と、
前記回路基板とは別体に構成され、表面側の全面に均熱化のための金属層が形成されており、各チャンネルに対応して前記温度センサのコンタクトピンが着脱自在に接続される複数の受け部と前記複数の受け部を共通の空間内に収納する樹脂カバーが裏面側に設けられており、さらに各チャンネル間に発生した温度差を補償して前記各温度センサからの信号により各チャンネルごとにデータを処理するために裏面側に前記受け部ごとに温度補償素子が設けられており、前記温度センサからの信号を前記回路基板に送るとともに前記温度補償素子を前記回路基板に接続するために前記回路基板の一端に前記回路基板に対して直交するようにコネクタを介して機械的、電気的に接続された端子基板と、
前記回路基板と前記端子基板が内部に設けられた筐体と、
を有する携帯型多チャンネル温度記録装置。