JP6056441B2 - Input module capable of measuring temperature by thermocouple - Google Patents
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Description
本発明は、熱電対による温度測定可能な入力モジュールに関し、特に、基準接点となる入力端子側の温度取得の精度を高めるための技術に関する。 The present invention relates to an input module capable of measuring a temperature by a thermocouple, and more particularly to a technique for increasing the accuracy of temperature acquisition on the input terminal side serving as a reference contact.
測定対象物の温度を測定する際に、熱電対が広く用いられている。熱電対は、異種の金属導体の一端を電気的に接合し、両端に温度差を与えると熱起電力が生じるというゼーベック効果を利用した温度センサであり、温度抵抗体を用いるよりも低コストで測定対象物の温度を測定することができる。 Thermocouples are widely used when measuring the temperature of a measurement object. A thermocouple is a temperature sensor that uses the Seebeck effect, in which one end of a dissimilar metal conductor is electrically joined and a temperature difference is given to both ends, resulting in a thermoelectromotive force. It is less expensive than using a temperature resistor. The temperature of the measurement object can be measured.
熱電対で生じる熱起電力の大きさは、両端の温度差に依存するため、接合された端部を測定対象物に接触させ、開放された他端部間の電位差を測定することで両端の温度差を取得することができる。ここで、接合され測定対象物側に接する側の端部を測温接点と称し、開放された２つの他端部を基準接点と称する。 Since the magnitude of the thermoelectromotive force generated by the thermocouple depends on the temperature difference between both ends, the joined end is brought into contact with the object to be measured and the potential difference between the other open ends is measured. The temperature difference can be acquired. Here, the end portion on the side that is joined and in contact with the object to be measured is referred to as a temperature measuring contact, and the two other open ends are referred to as reference contacts.
熱電対は絶対温度測定デバイスではなく差動デバイスであるため、測定対象物の正確な温度値を取得するには基準接点の温度を知る必要がある。基準接点の温度により測温接点の温度を算出する処理は基準接点補償（ＲＪＣ：Reference Junction Compensation）と呼ばれている。 Since the thermocouple is not an absolute temperature measurement device but a differential device, it is necessary to know the temperature of the reference junction in order to obtain an accurate temperature value of the measurement object. The process of calculating the temperature of the temperature measuring junction based on the temperature of the reference junction is called reference junction compensation (RJC).
図７は、熱電対を用いた従来の温度測定装置の構成例を示す図である。本例の温度測定装置３００は、１０チャンネル分の熱電対入力端子対を有する端子板３０１を備えており、基準接点を測定対象物に接触させた熱電対４００の基準接点をいずれかのチャンネルの熱電対入力端子対に接続して測定対象物の温度を測定する。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional temperature measuring apparatus using a thermocouple. The temperature measuring apparatus 300 of this example includes a terminal plate 301 having thermocouple input terminal pairs for 10 channels, and the reference junction of the thermocouple 400 in which the reference junction is in contact with the measurement object is set to any channel. Connect to a thermocouple input terminal pair and measure the temperature of the measurement object.
また、温度測定装置３００は、メイン温度計３１０、サブ温度計３１１、チャンネル毎に熱電対入力端子対間の電位差を測定する電圧測定部３２０、端子温度推定部３３０、測定対象温度算出部３４０を備えている。 The temperature measuring apparatus 300 includes a main thermometer 310, a sub thermometer 311, a voltage measuring unit 320 that measures a potential difference between a thermocouple input terminal pair for each channel, a terminal temperature estimating unit 330, and a measurement target temperature calculating unit 340. I have.
上述のように、測定対象物の正確な温度値を取得するには基準接点、すなわち熱電対入力端子対の温度を知る必要がある。このため、熱電対入力端子対付近にサーミスタ等の温度計を配置しているが、一般に、温度測定装置３００の構造や周辺環境等により端子板３０１の熱分布は一様でなく、熱電対入力端子対の温度はチャンネル毎に異なる。 As described above, it is necessary to know the temperature of the reference junction, that is, the thermocouple input terminal pair, in order to obtain an accurate temperature value of the measurement object. For this reason, a thermometer such as a thermistor is disposed in the vicinity of the thermocouple input terminal pair. In general, however, the heat distribution of the terminal plate 301 is not uniform due to the structure of the temperature measuring device 300, the surrounding environment, etc. Terminal pair temperatures vary from channel to channel.
熱電対入力端子対の温度をチャンネル毎に直接測定することはコスト等の観点から難しいため、端子板３０１の近傍にメイン温度計３１０を配置するとともに、端子板３０１から少し離れた他の箇所にサブ温度計３１１を配置してチャンネル毎の熱電対入力端子対の温度を推定するようにしている。 Since it is difficult to directly measure the temperature of the thermocouple input terminal pair for each channel from the viewpoint of cost and the like, the main thermometer 310 is arranged in the vicinity of the terminal board 301 and at a place slightly away from the terminal board 301. A sub thermometer 311 is disposed to estimate the temperature of the thermocouple input terminal pair for each channel.
具体的には、端子温度推定部３３０にメイン温度計３１０の測定温度Ｔｍとサブ温度計３１１の測定温度Ｔｓとを入力し、端子温度推定部３３０が［数１］に示した補正式に従ってメイン温度計３１０の測定温度Ｔｍを補正し、チャンネルｎの熱電対入力端子対の温度Ｔｎを推定する。
そして、測定対象温度算出部３４０が、電圧測定部３２０が測定した熱電対入力端子対間の電圧と、端子温度推定部３３０が推定した熱電対入力端子対の温度Ｔｎに基づいて測定対象物の温度を算出して測定結果とする。 Then, the measurement target temperature calculation unit 340 determines the measurement target based on the voltage between the thermocouple input terminal pair measured by the voltage measurement unit 320 and the temperature Tn of the thermocouple input terminal pair estimated by the terminal temperature estimation unit 330. The temperature is calculated and used as the measurement result.
近年、熱電対を用いた温度測定装置３００をモジュール化して、記録計等のスロットに装着することが提案されている。入力デバイス等をモジュール化することにより、ユーザの利用用途に応じてアナログ入力、ディジタル入力等の機能を自由に拡張することができるため、記録計等の利用価値が一層高められることになる。 In recent years, it has been proposed to modularize the temperature measuring device 300 using a thermocouple and install it in a slot such as a recorder. By modularizing the input device and the like, functions such as analog input and digital input can be freely expanded according to the usage application of the user, so that the utility value of the recorder and the like is further enhanced.
この場合、従来の熱電対を用いた温度測定装置３００は、熱電対のみならず直流電圧、測温抵抗体、直流電流等の種々の入力を可能とした汎用的なアナログ入力モジュールとして構成することができる。 In this case, the temperature measuring apparatus 300 using the conventional thermocouple is configured as a general-purpose analog input module that enables various inputs such as a DC voltage, a resistance temperature detector, and a DC current as well as the thermocouple. Can do.
モジュール化された入力デバイスを装着可能な記録計等では、スロットが多いほど拡張性が高まるため、例えば、１０個程度のスロットを備えさせることも考えられる。このような場合、筐体の形状の都合等から、スロットが複数段に重なって配置されることも想定される。 In a recorder or the like to which a modularized input device can be mounted, the expandability increases as the number of slots increases. For example, it may be possible to provide about 10 slots. In such a case, it is assumed that slots are arranged in a plurality of stages for convenience of the shape of the housing.
スロットが複数段に重なって配置された場合、記録計内部の熱源や、熱伝導、熱対流等により、スロットの位置毎にスロット自身の温度がばらついて、装着された入力モジュールの端子板３０１の温度勾配に影響を与える。このため、［数１］に示した補正式を一律に適用しただけでは、基準接点となる熱電対入力端子対の温度を精度よく取得できないおそれがある。 When the slots are arranged in a plurality of stages, the temperature of the slot varies depending on the position of the slot due to the heat source inside the recorder, heat conduction, thermal convection, etc. Affects temperature gradient. For this reason, there is a possibility that the temperature of the thermocouple input terminal pair serving as the reference contact cannot be obtained with high accuracy simply by applying the correction equation shown in [Equation 1] uniformly.
そこで、本発明は、熱電対による温度測定可能な入力モジュールにおいて、基準接点となる入力端子側の温度取得の精度を高めることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the accuracy of temperature acquisition on the input terminal side serving as a reference contact in an input module capable of measuring temperature with a thermocouple.
上記課題を解決するため、本発明の入力モジュールは、複数個設けられ、上下に重ねられたスロットのいずれかに装着される入力モジュールであって、熱電対の基準接点を接続する端子対と、前記端子対付近の温度を測定する温度測定部と、装着されたスロットの上下位置と、測定された前記端子対付近の温度とに基づいて前記端子対の温度を推定する端子温度推定部と、推定された前記端子対の温度と、前記端子対間の電圧とから前記熱電対の測温接点の温度を算出する測定温度算出部とを備えたことを特徴とする。
ここで、前記端子対を複数チャンネル分備え、前記端子温度推定部は、チャンネル別に端子対の温度を推定するようにしてもよい。
また、前記端子温度推定部は、装着されたスロットの上下位置に加え、左右の位置に基づいて前記端子対の温度を推定することができる。
また、前記温度測定部が、メイン温度計とサブ温度計とを備え、前記端子温度推定部が、前記メイン温度計の測定値と前記サブ温度計の測定値との差に第１定数をかけ、第２定数を足した値を用いて前記メイン温度計の測定値を補正することで前記端子対の温度を推定するものであり、装着されたスロットの上下位置に応じて前記第１定数と前記第２定数とを変更するようにしてもよい。
In order to solve the above problems, a plurality of input modules of the present invention are input modules that are installed in any one of the vertically stacked slots, and a pair of terminals that connect a thermocouple reference contact; A temperature measuring unit that measures the temperature near the terminal pair, a vertical position of the installed slot, and a terminal temperature estimating unit that estimates the temperature of the terminal pair based on the measured temperature near the terminal pair; A measurement temperature calculation unit that calculates the temperature of the temperature measuring junction of the thermocouple from the estimated temperature of the terminal pair and the voltage between the terminal pair is provided.
Here, the terminal pair may be provided for a plurality of channels, and the terminal temperature estimation unit may estimate the temperature of the terminal pair for each channel.
Further, the terminal temperature estimation unit can estimate the temperature of the terminal pair based on the left and right positions in addition to the vertical position of the installed slot.
The temperature measurement unit includes a main thermometer and a sub thermometer, and the terminal temperature estimation unit multiplies a difference between the measurement value of the main thermometer and the measurement value of the sub thermometer by a first constant. The temperature of the terminal pair is estimated by correcting the measured value of the main thermometer using the value obtained by adding the second constant, and the first constant and the first constant according to the vertical position of the installed slot. The second constant may be changed.
本発明によれば、熱電対による温度測定可能な入力モジュールにおいて、基準接点となる入力端子側の温度取得の精度を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the accuracy of the temperature acquisition by the side of the input terminal used as a reference | standard contact can be improved in the input module which can measure the temperature by a thermocouple.
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の入力モジュールの構成を説明するブロック図である。本実施形態において入力モジュール１００は、記録計のスロットに装着されて使用される。ここで、記録計は上下に重ねられた複数個のスロットを備えており、入力モジュール１００はいずれかのスロットに装着されて使用される。ただし、本発明の入力モジュールは、記録計以外の装置のスロットに装着されるものであってもよい。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the input module of the present embodiment. In this embodiment, the input module 100 is used by being attached to a slot of a recorder. Here, the recorder has a plurality of slots stacked one above the other, and the input module 100 is used by being mounted in one of the slots. However, the input module of the present invention may be mounted in a slot of a device other than the recorder.
本実施形態の入力モジュール１００は、直流電圧、測温抵抗体、直流電流等の種々の入力を可能とした汎用的なアナログ入力モジュールであるが、ここでは熱電対入力に注目して説明する。もちろん、本発明の入力モジュールは、汎用的なアナログ入力モジュールではなく、熱電対入力専用のモジュール等として構成してもよい。 The input module 100 according to the present embodiment is a general-purpose analog input module that enables various inputs such as a DC voltage, a resistance temperature detector, and a DC current. Here, the input module 100 will be described with a focus on a thermocouple input. Of course, the input module of the present invention may be configured not as a general-purpose analog input module but as a module dedicated to thermocouple input.
本図に示すように、入力モジュール１００は、端子部１１０、電圧測定部１２０、端子周辺温度測定部１３０、端子温度推定部１４０、測定対象温度算出部１５０を備えている。 As shown in the figure, the input module 100 includes a terminal unit 110, a voltage measurement unit 120, a terminal ambient temperature measurement unit 130, a terminal temperature estimation unit 140, and a measurement target temperature calculation unit 150.
端子部１１０は、端子板を有しており、端子板には、例えば、１０チャンネル分の熱電対入力端子対が配置されている。電圧測定部１２０は、チャンネル毎に熱電対入力端子対間の電圧を測定する。端子周辺温度測定部１３０は、端子板の近傍に配置されたメイン温度計と、端子板から少し離れた他の箇所に配置されたサブ温度計とを備えている。 The terminal unit 110 has a terminal plate, and for example, thermocouple input terminal pairs for 10 channels are arranged on the terminal plate. The voltage measuring unit 120 measures the voltage between the thermocouple input terminal pair for each channel. The terminal ambient temperature measuring unit 130 includes a main thermometer arranged in the vicinity of the terminal board and a sub thermometer arranged in another place slightly away from the terminal board.
端子温度推定部１４０は、メイン温度計の測定値を、サブ温度計の測定値と所定の補正式とを用いて補正することで、熱電対入力端子対の温度をチャンネル毎に推定する。この際に、入力モジュール１００が装着されたスロットの位置、特に上下段の位置を考慮して温度推定を行なう。 The terminal temperature estimation unit 140 estimates the temperature of the thermocouple input terminal pair for each channel by correcting the measurement value of the main thermometer using the measurement value of the sub thermometer and a predetermined correction formula. At this time, the temperature is estimated in consideration of the position of the slot in which the input module 100 is mounted, particularly the upper and lower positions.
この処理を行なうため、端子温度推定部１４０は、装着されたスロットの位置を判定するスロット判定部１４１、チャンネル毎の熱電対入力端子対の温度推定処理を行なう温度推定部１４２、温度推定に用いる補正式が記録された補正式テーブル１４３を備えている。 In order to perform this process, the terminal temperature estimation unit 140 is used for the temperature estimation, the slot determination unit 141 that determines the position of the installed slot, the temperature estimation unit 142 that performs the temperature estimation process of the thermocouple input terminal pair for each channel, and the temperature estimation. A correction formula table 143 in which correction formulas are recorded is provided.
測定対象温度算出部１５０は、電圧測定部１２０が測定した熱電対入力端子対間の電圧と、端子温度推定部１４０が推定した熱電対入力端子対の温度に基づいて測定対象物の温度を算出して測定結果とする。コネクタ部１６０は、記録計のスロットに装着されたときに、スロット側に設けられたコネクタと電気的に接続する。 The measurement target temperature calculation unit 150 calculates the temperature of the measurement target based on the voltage between the thermocouple input terminal pair measured by the voltage measurement unit 120 and the temperature of the thermocouple input terminal pair estimated by the terminal temperature estimation unit 140. To obtain the measurement result. The connector portion 160 is electrically connected to a connector provided on the slot side when the connector portion 160 is attached to the slot of the recorder.
図２は、本実施形態の入力モジュール１００の外観を示す図である。本図に示すように入力モジュール１００は、前面に端子板１１１を備え、端子板１１１に１０チャンネル分の熱電対入力端子対１１２が配置されている。なお、測温抵抗体等も結線できるようにしているため、各チャンネルは３つの端子を備えている。 FIG. 2 is a diagram illustrating an appearance of the input module 100 according to the present embodiment. As shown in the figure, the input module 100 includes a terminal board 111 on the front surface, and thermocouple input terminal pairs 112 for 10 channels are arranged on the terminal board 111. Since each of the resistance temperature detectors can be connected, each channel has three terminals.
図３（ａ）に示すように、メイン温度計１３１は、端子板１１１の裏面下方に配置され、図３（ｂ）に示すように、サブ温度計１３２は、内部の基板情報に配置されている。メイン温度計１３１の方が、より端子板１１１に近く配置されているため、熱電対入力端子対１１２の温度を推定する際にはメイン温度計１３１の測定値を、サブ温度計１３２の測定値を用いて補正する。なお、メイン温度計１３１、サブ温度計１３２ともサーミスタ等を用いて構成することができる。 As shown in FIG. 3A, the main thermometer 131 is arranged below the back surface of the terminal board 111, and as shown in FIG. 3B, the sub thermometer 132 is arranged in the internal board information. Yes. Since the main thermometer 131 is arranged closer to the terminal plate 111, when estimating the temperature of the thermocouple input terminal pair 112, the measured value of the main thermometer 131 is used as the measured value of the sub thermometer 132. Use to correct. The main thermometer 131 and the sub thermometer 132 can be configured using a thermistor or the like.
図４は、入力モジュール１００が、記録計２００のスロット２１０に装着されている状態を示している。本図において入力モジュール１００の端子板１１１には端子カバー１１３が取り付けられている。 FIG. 4 shows a state where the input module 100 is mounted in the slot 210 of the recorder 200. In this figure, a terminal cover 113 is attached to the terminal plate 111 of the input module 100.
本図に示すように、記録計２００は、５個ずつ２段に重ねられた１０個のスロット２１０を備えており、各スロット２１０に入力モジュール１００等の各種モジュールを装着できるようになっている。本図の例では、入力モジュール１００は、下段のスロット２１０に装着されている。 As shown in the figure, the recorder 200 includes ten slots 210 that are stacked in two stages of five, and each slot 210 can be fitted with various modules such as the input module 100. . In the example of this figure, the input module 100 is mounted in the lower slot 210.
各スロット２１０はコネクタを備えており、装着された入力モジュール１００に対して、スロット２１０に割り当てられているアドレスを通知する。入力モジュール１００のスロット判定部１４１は、通知されたアドレスに基づいて装着されたスロット２１０の位置を判定することができる。なお、本図の例では、入力モジュール１００が縦長の状態でスロット２１０に装着されるようになっているが、入力モジュール１００が横長の状態でスロット２１０に装着される構成としてもよい。 Each slot 210 is provided with a connector, and notifies the address assigned to the slot 210 to the installed input module 100. The slot determination unit 141 of the input module 100 can determine the position of the installed slot 210 based on the notified address. In the example of this figure, the input module 100 is mounted in the slot 210 in a vertically long state, but the input module 100 may be mounted in the slot 210 in a horizontally long state.
次に、上記構成の入力モジュール１００の熱電対による温度測定動作について図５のフローチャートを参照して説明する。熱電対による温度測定に際しては、入力モジュール１００を記録計２００のいずれかのスロット２１０に装着する。また、入力モジュール１００の任意のチャンネルの熱電対入力端子対１１２に熱電対４００の基準接点側を接続し、熱電対４００の測温接点を測定対象物に取り付ける。 Next, the temperature measurement operation by the thermocouple of the input module 100 having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. When measuring the temperature with a thermocouple, the input module 100 is mounted in any slot 210 of the recorder 200. Further, the reference contact side of the thermocouple 400 is connected to the thermocouple input terminal pair 112 of an arbitrary channel of the input module 100, and the temperature measuring contact of the thermocouple 400 is attached to the measurement object.
記録計２００のいずれかのスロット２１０に装着されると、端子温度推定部１４０のスロット判定部１４１は、スロット２１０に割り当てられたアドレスに基づいて、スロット位置を判定する（Ｓ１０１）。なお、スロット位置は、上段／下段の区別ができれば足りる。 When installed in any slot 210 of the recorder 200, the slot determination unit 141 of the terminal temperature estimation unit 140 determines the slot position based on the address assigned to the slot 210 (S101). It is sufficient that the slot position can be distinguished from the upper stage / lower stage.
あらかじめ設定された測定タイミングで、電圧測定部１２０が熱電対入力端子対１１２の電圧を測定する（Ｓ１０２）。また、端子周辺温度測定部１３０がメイン温度計１３１、サブ温度計１３２を用いて端子周辺の温度を測定する（Ｓ１０３）。 The voltage measurement unit 120 measures the voltage of the thermocouple input terminal pair 112 at the preset measurement timing (S102). Further, the terminal ambient temperature measurement unit 130 measures the temperature around the terminal using the main thermometer 131 and the sub thermometer 132 (S103).
そして、端子温度推定部１４０の温度推定部１４２が、熱電対入力端子対１１２のチャンネル毎の温度推定処理を行なう（Ｓ１０４）。温度推定処理は、メイン温度計１３１の測定温度Ｔｍとサブ温度計１３２の測定温度Ｔｓとを入力し、補正式に従ってメイン温度計１３１の測定温度Ｔｍを補正することで、チャンネルｎの熱電対入力端子対１１２の温度Ｔｎを推定する。 And the temperature estimation part 142 of the terminal temperature estimation part 140 performs the temperature estimation process for every channel of the thermocouple input terminal pair 112 (S104). In the temperature estimation process, the measured temperature Tm of the main thermometer 131 and the measured temperature Ts of the sub thermometer 132 are input, and the measured temperature Tm of the main thermometer 131 is corrected according to the correction formula, whereby the thermocouple input of the channel n is input. The temperature Tn of the terminal pair 112 is estimated.
本実施形態の温度推定処理では、入力モジュール１００が装着されたスロット２１０が上段であるか、下段であるかによって補正式を変更する。具体的には、［数２］に示すように、チャンネル毎に定められる定数を変更し、上段の場合は、ａｎ，ｂｎを使用し、下段の場合は、ｃｎ，ｄｎを使用する。ただし、Ｔｎを推定するために他の補正式を用いてもよい。また、スロット２１０が３段以上の場合も、それぞれの段に応じた補正式を定めておき、装着された段に応じて補正式を変更すればよい。
そして、測定対象温度算出部１５０が、電圧測定部１２０が測定した熱電対入力端子対１１２間の電圧と、端子温度推定部１４０が推定した熱電対入力端子対１１２の温度に基づいて測定対象物の温度を算出して測定結果とする（Ｓ１０５）。測定結果は、コネクタ部１６０を介して、記録計２００に出力する。 Then, the measurement target temperature calculation unit 150 measures the measurement object based on the voltage between the thermocouple input terminal pair 112 measured by the voltage measurement unit 120 and the temperature of the thermocouple input terminal pair 112 estimated by the terminal temperature estimation unit 140. Is calculated as a measurement result (S105). The measurement result is output to the recorder 200 via the connector unit 160.
入力モジュール１００は、処理（Ｓ１０２）以降の処理を、測定が終了するまで繰り返す（Ｓ１０６）。ただし、メイン温度計１３１、サブ温度計１３２を用いた端子周辺の温度測定は、毎回ではなく間欠的に行なうようにしてもよい。 The input module 100 repeats the processing after the processing (S102) until the measurement is completed (S106). However, the temperature measurement around the terminals using the main thermometer 131 and the sub thermometer 132 may be performed intermittently instead of every time.
図６を参照して、本実施形態における熱電対入力端子対の温度推定の効果を説明する。図６（ａ）は、補正を行なわず、メイン温度計１３１の測定温度をそのまま熱電対入力端子対１１２のチャンネル毎の推定温度としたときの、チャンネル毎の推定温度と熱電対入力端子対１１２のチャンネル毎の真の温度との差を示している。 With reference to FIG. 6, the effect of the temperature estimation of the thermocouple input terminal pair in the present embodiment will be described. FIG. 6A shows the estimated temperature for each channel and the thermocouple input terminal pair 112 when the measured temperature of the main thermometer 131 is directly used as the estimated temperature for each channel of the thermocouple input terminal pair 112 without correction. The difference from the true temperature for each channel is shown.
本図の例では、上段のスロット２１０に装着された場合と下段のスロット２１０に装着された場合とに分けて実験しており、特に、上段のスロット２１０において誤差が大きくなっている。本図からもスロット２１０の上下段に応じた補正が必要なことが分かる。ただし、この誤差傾向は、メイン温度計１３１の位置や、入力モジュール１００の構造、記録計２００の構造等に応じて変化する。 In the example of this figure, the experiment is performed separately for the case where it is mounted in the upper slot 210 and the case where it is mounted in the lower slot 210, and the error is particularly large in the upper slot 210. Also from this figure, it can be seen that correction according to the upper and lower stages of the slot 210 is necessary. However, this error tendency changes according to the position of the main thermometer 131, the structure of the input module 100, the structure of the recorder 200, and the like.
これに対し、図６（ｂ）は、スロット位置を考慮しない従来の一律の補正を行なった場合の熱電対入力端子対１１２のチャンネル毎の推定温度と熱電対入力端子対１１２のチャンネル毎の真の温度との差を示している。一律の補正を行なった場合でも補正を行なわない場合よりも誤差が小さくなっていることが分かる。しかしながら、誤差が残っており、精度は十分とはいえない。 On the other hand, FIG. 6B shows an estimated temperature for each channel of the thermocouple input terminal pair 112 and a true value for each channel of the thermocouple input terminal pair 112 when the conventional uniform correction without considering the slot position is performed. The difference from the temperature is shown. It can be seen that even when uniform correction is performed, the error is smaller than when correction is not performed. However, errors remain and the accuracy is not sufficient.
図６（ｃ）は、スロット位置を考慮した本実施形態の熱電対入力端子対１１２のチャンネル毎の推定温度と熱電対入力端子対１１２のチャンネル毎の真の温度との差を示している。上段スロット２１０、下段スロット２１０に適した補正がなされており、熱電対入力端子対１１２の温度推定の精度が向上していることが分かる。これにより、熱電対を用いた温度測定の精度を向上させることができる。 FIG. 6C shows the difference between the estimated temperature for each channel of the thermocouple input terminal pair 112 and the true temperature for each channel of the thermocouple input terminal pair 112 of the present embodiment in consideration of the slot position. It can be seen that corrections suitable for the upper slot 210 and the lower slot 210 are made, and the accuracy of temperature estimation of the thermocouple input terminal pair 112 is improved. Thereby, the accuracy of temperature measurement using a thermocouple can be improved.
なお、記録計２００の熱源位置や内部構造によっては、スロット２１０の上下段の位置に加え、左右の位置によっても熱分布が異なる場合もある。この場合、左右の位置に応じてさらに補正式を変更するようにしてもよい。例えば、スロット毎に異なる定数の補正式を定めておくようにする。 Depending on the heat source position and internal structure of the recorder 200, the heat distribution may differ depending on the left and right positions in addition to the upper and lower positions of the slot 210. In this case, the correction formula may be further changed according to the left and right positions. For example, different constant correction formulas are defined for each slot.
また、隣接するスロット２１０に装着されるモジュールによって、入力モジュール１００の端子板１１１の温度が影響を受ける場合もある。例えば、ディジタル入出力モジュール等のように負荷の高いモジュールが隣接するスロット２１０に装着され、入力モジュール１００が装着されたスロット２１０付近の温度が上昇する場合等である。 In addition, the temperature of the terminal board 111 of the input module 100 may be affected by the module mounted in the adjacent slot 210. For example, when a module with a high load such as a digital input / output module is installed in the adjacent slot 210, the temperature near the slot 210 in which the input module 100 is installed rises.
この場合、隣接するスロット２１０の負荷状況を監視し、負荷状況に応じて、補正式をさらに補正したり、隣接するスロット２１０に装着されたモジュールの種類に応じて補正式をさらに補正するようにしてもよい。補正式のさらなる補正は、例えば、［数２］に示した定数ａｎ，ｂｎ，ｃｎ，ｄｎに対して、隣接するスロット２１０の負荷状況やモジュール種類に応じた所定の係数を乗じる等で行なうことができる。 In this case, the load status of the adjacent slot 210 is monitored, and the correction formula is further corrected according to the load status, or the correction formula is further corrected according to the type of the module installed in the adjacent slot 210. May be. A further correction of the correction equation, for example, with respect to the constant a n, b n, c n , d n shown in Equation 2, multiplied by a predetermined coefficient according to the load conditions and module type of adjacent slots 210 Etc. can be performed.
１００…入力モジュール、１１０…端子部、１１１…端子板、１１２…熱電対入力端子対、１１３…端子カバー、１２０…電圧測定部、１３０…端子周辺温度測定部、１３１…メイン温度計、１３２…サブ温度計、１４０…端子温度推定部、１４１…スロット判定部、１４２…温度推定部、１４３…補正式テーブル、１５０…測定対象温度算出部、１６０…コネクタ部、２００…記録計、２１０…スロット、３００…温度測定装置、３０１…端子板、３１０…メイン温度計、３１１…サブ温度計、３２０…電圧測定部、３３０…端子温度推定部、３４０…測定対象温度算出部、４００…熱電対 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Input module, 110 ... Terminal part, 111 ... Terminal board, 112 ... Thermocouple input terminal pair, 113 ... Terminal cover, 120 ... Voltage measuring part, 130 ... Terminal ambient temperature measuring part, 131 ... Main thermometer, 132 ... Sub thermometer, 140 ... terminal temperature estimation unit, 141 ... slot determination unit, 142 ... temperature estimation unit, 143 ... correction formula table, 150 ... measurement target temperature calculation unit, 160 ... connector unit, 200 ... recording meter, 210 ... slot , 300 ... temperature measuring device, 301 ... terminal plate, 310 ... main thermometer, 311 ... sub thermometer, 320 ... voltage measuring unit, 330 ... terminal temperature estimating unit, 340 ... measurement target temperature calculating unit, 400 ... thermocouple
Claims (3)
熱電対の基準接点を接続する端子対と、
前記端子対付近の温度を測定する温度測定部と、
装着されたスロットの上下位置と、測定された前記端子対付近の温度とに基づいて前記端子対の温度を推定する端子温度推定部と、
推定された前記端子対の温度と、前記端子対間の電圧とから前記熱電対の測温接点の温度を算出する測定温度算出部と、
を備え、
前記温度測定部は、メイン温度計とサブ温度計とを備え、
前記端子温度推定部は、前記メイン温度計の測定値と前記サブ温度計の測定値との差に第１定数をかけ、第２定数を足した値を用いて前記メイン温度計の測定値を補正することで前記端子対の温度を推定するものであり、
装着されたスロットの上下位置に応じて前記第１定数と前記第２定数とを変更することを特徴とする入力モジュール。 A plurality of input modules that are installed in any one of the slots stacked one above the other,
A terminal pair for connecting the reference junction of the thermocouple;
A temperature measuring unit for measuring the temperature in the vicinity of the terminal pair;
A terminal temperature estimation unit that estimates the temperature of the terminal pair based on the vertical position of the mounted slot and the measured temperature near the terminal pair;
A measured temperature calculation unit that calculates the temperature of the temperature measuring junction of the thermocouple from the estimated temperature of the terminal pair and the voltage between the terminal pair;
Equipped with a,
The temperature measuring unit includes a main thermometer and a sub thermometer,
The terminal temperature estimating unit multiplies the difference between the measured value of the main thermometer and the measured value of the sub thermometer by a first constant, and uses the value obtained by adding the second constant to calculate the measured value of the main thermometer. By correcting, the temperature of the terminal pair is estimated,
An input module, wherein the first constant and the second constant are changed according to a vertical position of a mounted slot .
前記端子温度推定部は、チャンネル別に端子対の温度を推定することを特徴とする請求項１に記載の入力モジュール。 The terminal pair includes a plurality of channels,
The input module according to claim 1, wherein the terminal temperature estimation unit estimates a temperature of a terminal pair for each channel.
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