JP6316732B2 - 温度計測システムおよび温度計測器 - Google Patents

Description

本発明は、温度計測技術に関し、特に温度センサと温度計測器とを接続する信号線の接続状況を検査するための接続状況検査技術に関する。

測温抵抗素子を用いた温度センサで温度を計測する技術として、３線式温度計測技術が提案されている（例えば、特許文献１−２など参照）。
この３線式温度計測技術は、測温抵抗素子が格納されている温度センサと温度計測器とを３本の信号線で接続し、これら信号線を介して温度計測器から測温抵抗素子へ定電流を供給することにより温度を計測する温度計測技術である。

特開平０９−１０５６８１号公報 特開２０１２−２４２２９４号公報

図１３は、一般的な３線式温度計測システムの配線例である。このような３線式温度計測システムを用いて、工業プラントや建物などの施設内の温度を計測する際、図１３に示すように、プロセスルームの各所に設置された温度センサからの信号線として多芯束線を用いて、多チャンネル入力機器や計測機器とともにコントロールルームに配置された温度計測器まで配線することになる。
したがって、温度計測器が多チャンネル対応の場合には、例えば１０個の温度センサからの合計３０本の信号線を、共通の温度計測器に設けられたチャンネルごとのポートにそれぞれ接続することになる。このため、信号線が誤りなく対応するチャンネルのポートに接続されているかどうかを確認する必要がある。

しかしながら、通常、温度計測器はコントロールルームに設置されるため、従来は、遠く離れた温度センサの設置場所とコントロールルームとにそれぞれ作業者を配置して、導通テスターなどの検査装置を用いて、信号線ごとに接続を確認する作業を行っていた。
このため、温度センサの接続確認に多くの時間と作業負担がかかるという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、温度センサの接続確認に要する時間と作業負担を大幅に削減できる接続確認技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる温度計測システムは、測温抵抗素子の一端に第１の信号線が接続され、当該測温抵抗素子の他端に第２および第３の信号線が接続された温度センサと、これら第１、第２、および第３の信号線を介して当該温度センサと接続されて、これら第１および第２の信号線の間に生じた電圧差に基づいて計測温度を出力する温度計測器とを備える温度計測システムであって、前記温度センサは、前記第３の信号線から前記測温抵抗素子の他端へ流れる逆流電流を阻止する整流素子を有し、前記温度計測器は、前記第１の信号線から前記温度センサの前記測温抵抗素子を介して前記第３の信号線へ戻る第１の定電流を供給する第１の定電流源と、前記第２の信号線から前記第３の信号線へ戻る第２の定電流を供給する第２の定電流源と、前記整流素子により前記逆流電流が阻止されて、前記第１の信号線に生じた第１の電圧が誤配線判定用のしきい値電圧を超えた場合、前記第１および第３の信号線が誤配線されていると判定し、前記第２の信号線に生じた第２の電圧が当該しきい値電圧を超えた場合、前記第２および第３の信号線が誤配線されていると判定する制御部とを有している。

また、本発明にかかる上記温度計測システムの一構成例は、前記温度計測器が、前記第１の電圧および前記第２の電圧の電圧差をＡ／Ｄ変換することにより計測データを出力する差動入力モードと、前記第１の電圧および前記第２の電圧をそれぞれ個別にＡ／Ｄ変換することにより第１の検査データおよび第２の検査データを出力するシングルエンド入力モードとを切替可能なＡ／Ｄ変換器をさらに有し、前記制御部は、温度計測時、前記Ａ／Ｄ変換器を前記差動入力モードに切替制御し、得られた前記計測データから前記計測温度を算出し、接続状況検査時、前記Ａ／Ｄ変換器を前記シングルエンド入力モードに切替制御し、得られた前記第１および第２の検査データを前記しきい値と比較することにより、前記誤配線の有無を判定するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記温度計測システムの一構成例は、前記温度計測器が、前記第１および第３の信号線の接続入れ替えと、前記第２および第３の信号線の接続入れ替えとを行う接続入替部をさらに有し、前記制御部は、前記接続入替部を制御することにより、前記誤配線と判定された前記第１の信号線および前記第３の信号線の接続入れ替え、または前記第２および第３の信号線の接続入れ替えを行うようにしたものである。

また、本発明にかかる上記温度計測システムの一構成例は、前記制御部が、温度計測時、前記第１の信号線と前記第２の信号線との間の誤配線により、前記Ａ／Ｄ変換器で得られた前記計測データが負の電圧差を示した場合、予め設定されている負電圧と温度との関係に基づいて、当該電圧差に対応する計測温度を出力するようにしたものである。

また、本発明にかかる温度計測器は、測温抵抗素子の一端に第１の信号線が接続され、当該測温抵抗素子の他端に第２および第３の信号線が接続された温度センサを、これら第１、第２、および第３の信号線を介して接続し、これら第１および第２の信号線の間に生じた電圧差に基づいて計測温度を出力する温度計測器であって、前記第１の信号線から前記温度センサの前記測温抵抗素子を介して前記第３の信号線へ戻る第１の定電流を供給する第１の定電流源と、前記第２の信号線から前記第３の信号線へ戻る第２の定電流を供給する第２の定電流源と、前記温度センサのうち前記測温抵抗素子の他端と前記第３の信号線との間に設けられた整流素子により、当該第３の信号線から当該測温抵抗素子の他端へ流れる逆流電流が阻止されて、前記第１の信号線に生じた第１の電圧が誤配線判定用のしきい値電圧を超えた場合、これら第１および第３の信号線が誤配線されていると判定し、前記第２の信号線に生じた第２の電圧が当該しきい値電圧を超えた場合、これら第２および第３の信号線が誤配線されていると判定する制御部とを備えている。

本発明によれば、温度計測器と温度センサの設置場所にそれぞれ作業者を配置して、導通テスターなどの検査装置を用いて信号線ごとに接続を確認するという従来の検査作業を必要することなく、温度計測器の制御部での処理により、温度センサの誤配線を確認できる。したがって、温度センサの接続確認に要する時間と作業負担を大幅に削減することが可能となる。

第１の実施の形態にかかる温度計測システムの構成を示すブロック図である。 温度計測動作（正電圧）を示す説明図である。 電圧差に対する温度の温度特性（正電圧）を示すグラフである。 温度計測動作（負電圧）を示す説明図である。 電圧差に対する温度の温度特性（負電圧）を示すグラフである。 接続状況検査処理を示すフローチャートである。 誤配線状態（信号線Ａ−Ｃ間誤配線／正電圧）を示す説明図である。 誤配線状態（信号線Ａ−Ｃ間誤配線／負電圧）を示す説明図である。 誤配線状態（信号線Ｂ−Ｃ間誤配線／正電圧）を示す説明図である。 誤配線状態（信号線Ｂ−Ｃ間誤配線／負電圧）を示す説明図である。 第２の実施の形態にかかる温度計測システムで用いられる検出部の構成を示すブロック図である。 接続入替部の動作を示す説明図である。 一般的な３線式温度計測システムの配線例である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる温度計測システム１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる温度計測システムの構成を示すブロック図である。

この温度計測システム１は、工業プラントや建物などの施設での温度計測に用いられる計測システムであり、複数の温度センサ２０と、これら温度センサ２０に格納されている測温抵抗素子ＰＴの両端の電圧差に基づき温度を計測する温度計測器１０とから構成されている。

温度計測器１０は、遠隔制御システムで広く用いられる産業用コントローラからなり、主な機能部として、複数の検出部１１、制御部１２、および通信Ｉ／Ｆ部１３が設けられている。
検出部１１は、温度センサ２０ごとに設けられており、３本の信号線Ａ（第１の信号線），Ｂ（第２の信号線），Ｃ（第３の信号線）を介して対応する温度センサ２０と接続されている。具体的には、検出部１１の端子ＰＡ，ＰＢ，ＰＣが信号線Ａ，Ｂ，Ｃを介して温度センサ２０の端子ＴＡ，ＴＢ，ＴＣとそれぞれ個別に接続されている。

検出部１１には、主な回路構成として、定電流源ＩＳ１，ＩＳ２（第１および第２の定電流源）、検査スイッチＳＷ、およびＡ／Ｄ変換器ＡＤＣが設けられている。
定電流源ＩＳ１は、電源電位Ｖｃｃから端子ＴＡを介して測温抵抗素子ＰＴの一端に接続された信号線Ａに対して、端子ＰＡから定電流ＩＡ（第１の定電流）を供給する機能を有している。
定電流源ＩＳ２は、電源電位Ｖｃｃから端子ＴＢを介して測温抵抗素子ＰＴの他端に接続された信号線Ｂに対して、端子ＰＢから定電流ＩＢ（第２の定電流）を供給する機能を有している。
また、端子ＴＣに接続された信号線Ｃは、端子ＰＣを介して検出部１１内で接地電位ＧＮＤに接続されている。

検査スイッチＳＷは、制御部１２から指示に応じて導通（オン）状態または遮断（オフ）状態に制御することにより、信号線Ａ，Ｂに対して、定電流源ＩＳ１，ＩＳ２からの定電流ＩＡ，ＩＢを供給／停止する機能を有している。

Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣは、端子ＰＡ，ＰＢに接続されている信号線Ａ，Ｂの電圧ＶＡ，ＶＢ間に生じた、温度に応じて変化する電圧差Ｖｄを増幅するオペアンプを含み、電圧差Ｖｄを計測データにＡ／Ｄ変換し、出力端子ＤＯから制御部１２へ出力する機能を有している。

この際、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣには、一般的なＡ／Ｄ変換器と同様に、２つのオペアンプが設けられており、温度計測時には、制御部１２からの指示に応じて一方のオペアンプのみを用いる差動入力モードに切り替えて、当該オペアンプで電圧差Ｖｄを増幅してＡ／Ｄ変換し、得られた計測データを出力端子ＤＯから制御部１２へ出力する。
一方、接続状況検査時には、制御部１２からの指示に応じて両方のオペアンプを個別に用いるシングルエンド入力モードに切り替えて、信号線Ａ，Ｂに生じた電圧ＶＡ，ＶＢをそれぞれ増幅してＡ／Ｄ変換し、得られた検査データをそれぞれ出力端子ＤＯから制御部１２へ出力する。

制御部１２は、各検出部１１のＡ／Ｄ変換器ＡＤＣの動作モードを、差動入力モードまたはシングルエンド入力モードに切替指示する機能と、各検出部１１の検査スイッチＳＷを導通または遮断状態に切替指示する機能と、各検出部１１のＡ／Ｄ変換器ＡＤＣで得られた計測データに基づき、温度センサ２０で計測された温度を出力する機能と、各検出部１１のＡ／Ｄ変換器ＡＤＣで得られた検査データに基づき、温度センサ２０との接続状況を検査する機能とを有している。

この際、制御部１２は、温度計測時の機能として、計測対象となる検出部１１に対して、検査スイッチＳＷを導通状態に切替指示することにより、温度センサ２０に対して温度計測のための定電流ＩＡ，ＩＢを定電流源ＩＳ１，ＩＳ２から供給する機能と、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣを差動入力モードに切替指示することにより、温度に応じて変化する電圧差Ｖｄを示す計測データを取得して温度データに変換し、通信Ｉ／Ｆ部１３から上位装置（図示せず）へ出力する機能とを有している。

また、制御部１２は、接続状況検査時の機能として、検査対象となる検出部１１に対して、検査スイッチＳＷを導通状態に切替指示するとともに、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣをシングルエンド入力モードに切替指示し、信号線Ａ，Ｂの電圧ＶＡ，ＶＢを示す検査データ（第１の検査データ，第２の検査データ）をそれぞれ取得する機能と、これら電圧ＶＡ，ＶＢを誤配線判定用のしきい値電圧Ｖｔｈと比較することにより、温度センサ２０との間の誤配線の有無を判定し、通信Ｉ／Ｆ部１３から上位装置や携帯端末３０などの外部装置に対して、あるいは温度計測器１０に設けられたＬＣＤなどの表示器（図示せず）で、誤配線を通知する機能とを有している。

通信Ｉ／Ｆ部１３は、各温度センサ２０で検出された温度に基づき各種の制御処理を行う上位装置や、接続状況検査時に用いられる携帯端末３０などの各種外部装置とデータ通信を行う機能を有している。

温度センサ２０には、主な機能部として、測温抵抗素子ＰＴと整流素子Ｄが設けられている。
測温抵抗素子ＰＴは、一端が端子ＴＡを介して信号線Ａに接続され、他端が端子ＴＢを介して信号線Ｂに接続されており、周囲の温度に応じて抵抗値を変化させる機能を有している。

整流素子Ｄは、入力端が測温抵抗素子ＰＴの他端に接続され、出力端が端子ＴＣを介して信号線Ｃに接続されて、信号線Ｃから測温抵抗素子ＰＴの他端へ流れる逆流電流を阻止する機能を有している。この整流素子Ｄとして発光ダイオードを用いた場合、正常動作時に信号線Ｃから温度計測器１０へ戻るリターン電流ＩＣを検出して視覚的に報知することができる。したがって、制御部１２に、検査対象となる検出部１１の検査スイッチＳＷを導通／遮断状態を連続的に切り替える機能を設けることにより、発光ダイオードの点滅有無で温度センサ２０の正常動作を確認できる。

［温度計測動作］
まず、図２を参照して、温度計測システム１による温度計測動作について説明する。図２は、温度計測動作（正電圧）を示す説明図である。ここでは、信号線Ａ，Ｂ，Ｃが正常接続状態にあり、信号線Ａにより端子ＰＡが端子ＴＡに接続されており、信号線Ｂにより端子ＰＢが端子ＴＢに接続されており、信号線Ｃにより端子ＰＣが端子ＴＣに接続されているものとする。

温度計測時、制御部１２は、検出部１１の検査スイッチＳＷを導通状態に制御して、定電流源ＩＳ１，ＩＳ２から信号線Ａ，Ｂへ定電流ＩＡ，ＩＢを供給する。これにより、温度センサ２０に対して定電流ＩＡ，ＩＢが供給され、これらが合算されたリターン電流ＩＣが、信号線Ｃを介して接地電位ＧＮＤに流れる。

信号線Ａ，Ｂ，Ｃには、長さに応じた配線抵抗ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが発生する。ここで、測温抵抗素子ＰＴの抵抗値をＲとした場合、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣ内のオペアンプの入力端（＋，−）における信号線Ａの電位ＶＡおよび信号線Ｂの電位ＶＢは、次の式（１），（２）のように表させる。
ＶＡ＝ＩＡ×（ＲＡ＋Ｒ）＋（ＩＡ＋ＩＢ）×ＲＣ …（１）
ＶＢ＝ＩＢ×ＲＢ＋（ＩＡ＋ＩＢ）×ＲＣ …（２）

この際、一般的には、ＲＡ，ＲＢがほぼ等しく、ＩＡ，ＩＢがほぼ等しいと見なせるため、ＲＡ＝ＲＢ＝ＲＬとし、ＩＡ＝ＩＢ＝Ｉとした場合、ＶＡ，ＶＢは、次の式（３），（４）のようになる。
ＶＡ＝Ｉ×（ＲＬ＋Ｒ）＋２Ｉ×ＲＣ …（３）
ＶＢ＝Ｉ×ＲＬ＋２Ｉ×ＲＣ …（４）

したがって、オペアンプの入力端における電圧差Ｖｄ＝ＶＡ−ＶＢ（正電圧）は、次の式（５）で求められる。
Ｖｄ＝Ｉ×Ｒ …（５）
これにより、Ｉ＝ＩＡ＝ＩＢが一定であれば、測温抵抗素子ＰＴの抵抗値Ｒの変化に比例して、オペアンプの入力端における電圧差Ｖｄが変化することになる。したがって、Ｖｄをオペアンプで検出して増幅すれば、抵抗値Ｒの変化、すなわち温度変化に応じた電圧を有する計測信号を得ることができる。

この計測信号は、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣで計測データに変換され、制御部１２に出力される。一般に、測温抵抗素子ＰＴの抵抗値は温度に比例するため、計測データも温度に比例する。図３は、電圧差に対する温度の温度特性（正電圧）を示すグラフである。制御部１２では、予め設定された図３の温度特性に基づき、計測データを温度に変換する。

図４は、温度計測動作（負電圧）を示す説明図である。ここでは、信号線Ａ，Ｂが誤配線状態にあり、信号線Ａにより端子ＰＡが端子ＴＢに接続されており、信号線Ｂにより端子ＰＢが端子ＴＡに接続されている。なお、信号線Ｃは正常接続状態にあり、信号線Ｃにより端子ＰＣが端子ＴＣに接続されている。

図４に示すように、信号線Ａ，Ｂ間が誤配線された場合、オペアンプの入力端における電圧差Ｖｄ＝ＶＡ−ＶＢは、負電圧となる。この際、信号線Ｃは正常接続状態にあり、図４と同様、信号線Ｃを介してリターン電流ＩＣが流れるため、電圧差Ｖｄは温度変化に応じて変化する。このため、計測データも負の値を示すものの温度に比例する。図５は、電圧差に対する温度の温度特性（負電圧）を示すグラフである。したがって、制御部１２では、予め設定された図４の温度特性に基づき、負の計測データを温度に変換することができる。

［接続状況検査動作］
次に、温度計測システム１による接続状況検査動作について説明する。
図１に示すように、温度センサ２０において、信号線Ａ，Ｂから供給された定電流ＩＡ，ＩＢは、リターン電流ＩＣとして信号線Ｃから温度計測器１０へ戻り、このリターン電流ＩＣは、信号線Ａ，Ｂ，Ｃの接続状況が正しい場合、常に一定の値となる。また、式（５）には、信号線Ｃの配線抵抗ＲＣが含まれておらず、配線抵抗ＲＣだけが増大して電圧降下が生じても、温度計測には影響しない。

一方、信号線Ａ，Ｂ，Ｃが誤配線されるパターンのうち、信号線Ａ，Ｂ間の誤配線は、前述の図４で説明したように温度計測が可能であるが、信号線Ａ，Ｃ間または信号線Ｂ，Ｃ間において誤配線があった場合、測温抵抗素子ＰＴに定電流ＩＡ，ＩＢが正常に供給されないため、温度計測ができなくなる。
この際、温度センサ２０の端子ＴＣに検出部１１の端子ＰＡまたはＰＢが接続されることになるため、端子ＴＣに対して定電流ＩＳ１またはＩＳ２から電源電圧Ｖｃｃが印加される。

ここで、温度センサ２０の測温抵抗素子ＰＴの他端と信号線Ｃとの間に逆流電流を阻止する整流素子Ｄを接続すれば、定電流源ＩＳ１またはＩＳ２から端子ＴＣに対して電流が流れず、結果として、信号線ＡまたはＢの電圧ＶＡまたはＶＢが、正常接続時より上昇する。このため、信号線Ａ，Ｂの電圧ＶＡ，ＶＢの上昇が検出された場合、信号線Ａ，Ｃ間または信号線Ｂ，Ｃ間において誤配線があると判定することができる。

図６は、接続状況検査処理を示すフローチャートである。
制御部１２は、温度計測器１０の起動時、あるいは通信Ｉ／Ｆ部１３を介して受信された携帯端末３０からの指示に応じて、図６の接続状況検査処理を実行する。

まず、制御部１２は、検査対象となるチャネルの検査部１１のＡ／Ｄ変換器ＡＤＣに対して、動作モードをシングルエンド入力モードに切り替える切替指示を出力する（ステップ１００）。
これにより、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣは、両方のオペアンプを個別に用いるシングルエンド入力モードに切り替えて、信号線Ａ，Ｂに生じた電圧ＶＡ，ＶＢをそれぞれ増幅してＡ／Ｄ変換し、得られた検査データをそれぞれ出力端子ＤＯから制御部１２へ出力する。

制御部１２は、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣからの検査データ（第１および第２の検査データ）により、電圧ＶＡ，ＶＢを取得し（ステップ１０１）、まず、電圧ＶＡと誤配線判定用のしきい値電圧Ｖｔｈとを比較する（ステップ１０２）。
しきい値電圧Ｖｔｈは、温度計測時に発生しうるＶＡ，ＶＢの最大値より高く、電源電位Ｖｃｃより低い電圧となる。ＶＡ，ＶＢの最大値は、測温抵抗素子ＰＴの抵抗値が最大となる最高計測温度であって、信号線Ａ，Ｂ，Ｃの線路長が許容範囲内で最長である場合に発生する。

ここで、ＶＡ＞Ｖｔｈの場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、制御部１２は信号線Ａ，Ｃ間の誤配線であると判定して、通信Ｉ／Ｆ部１３から外部装置に通知し（ステップ１０３）、一連の接続状況検査処理を終了する。
一方、ＶＡ≦Ｖｔｈの場合（ステップ１０２：ＮＯ）、制御部１２は電圧ＶＢとしきい値電圧Ｖｔｈとを比較する（ステップ１０４）。

ここで、ＶＢ＞Ｖｔｈの場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）、制御部１２は信号線Ｂ，Ｃ間の誤配線であると判定して、通信Ｉ／Ｆ部１３から外部装置に通知し（ステップ１０４）、一連の接続状況検査処理を終了する。
また、ＶＡ≦Ｖｔｈの場合（ステップ１０４：ＮＯ）、信号線Ａ，Ｂ，Ｃが正常状態であると判定して、一連の接続状況検査処理を終了する。

図７は、誤配線状態（信号線Ａ−Ｃ間誤配線／正電圧）を示す説明図である。ここでは、信号線Ａ−Ｃ間に誤配線があり、信号線Ａにより端子ＰＡが端子ＴＣに接続され、信号線Ｃにより端子ＰＣが端子ＴＡに接続されており、信号線Ｂは正常接続状態である。したがって、定電流源ＩＳ１から端子ＴＣへの逆流電流が整流素子Ｄで阻止されて、電圧ＶＡがしきい値電圧Ｖｔｈより上昇する。

このため、制御部１２において、信号線Ａ−Ｃ間に誤配線があると判定されて、通信Ｉ／Ｆ部１３から外部装置に対して、信号線Ａ−Ｃ間の誤配線とともに、信号線Ａ−Ｃの入れ替えが通知される。したがって、検出部１１の端子ＰＡ−ＰＣ間で信号線Ａ−Ｃの接続状態を入れ替えることにより、図２の正常接続状態に戻すことができる。

図８は、誤配線状態（信号線Ａ−Ｃ間誤配線／負電圧）を示す説明図である。ここでは、信号線Ａ−Ｃ間に誤配線があり、信号線Ａにより端子ＰＡが端子ＴＣに接続され、信号線Ｃにより端子ＰＣが端子ＴＢに接続されており、信号線Ｂにより端子ＰＢが端子ＴＡに接続されている。したがって、定電流源ＩＳ１から端子ＴＣへの逆流電流が整流素子Ｄで阻止されて、電圧ＶＡがしきい値電圧Ｖｔｈより上昇する。

このため、制御部１２において、信号線Ａ−Ｃ間に誤配線があると判定されて、通信Ｉ／Ｆ部１３から外部装置に対して、信号線Ａ−Ｃ間の誤配線とともに、信号線Ａ−Ｃの入れ替えが通知される。したがって、検出部１１の端子ＰＡ−ＰＣ間で信号線Ａ−Ｃの接続状態を入れ替えることにより、信号線Ａ−Ｂがクロスした、図４の正常接続状態に戻すことができる。

図９は、誤配線状態（信号線Ｂ−Ｃ間誤配線／正電圧）を示す説明図である。ここでは、信号線Ｂ−Ｃ間に誤配線があり、信号線Ｂにより端子ＰＢが端子ＴＣに接続され、信号線Ｃにより端子ＰＣが端子ＴＢに接続されており、信号線Ａは正常接続状態である。したがって、定電流源ＩＳ２から端子ＴＣへの逆流電流が整流素子Ｄで阻止されて、電圧ＶＢがしきい値電圧Ｖｔｈより上昇する。

このため、制御部１２において、信号線Ｂ−Ｃ間に誤配線があると判定されて、通信Ｉ／Ｆ部１３から外部装置に対して、信号線Ｂ−Ｃ間の誤配線とともに、信号線Ｂ−Ｃの入れ替えが通知される。したがって、検出部１１の端子ＰＢ−ＰＣ間で信号線Ｂ−Ｃの接続状態を入れ替えることにより、図２の正常接続状態に戻すことができる。

図１０は、誤配線状態（信号線Ｂ−Ｃ間誤配線／負電圧）を示す説明図である。ここでは、信号線Ｂ−Ｃ間に誤配線があり、信号線Ｂにより端子ＰＢが端子ＴＣに接続され、信号線Ｃにより端子ＰＣが端子ＴＡに接続されており、信号線Ａにより端子ＰＡが端子ＴＢに接続されている。したがって、定電流源ＩＳ２から端子ＴＣへの逆流電流が整流素子Ｄで阻止されて、電圧ＶＢがしきい値電圧Ｖｔｈより上昇する。

このため、制御部１２において、信号線Ｂ−Ｃ間に誤配線があると判定されて、通信Ｉ／Ｆ部１３から外部装置に対して、信号線Ｂ−Ｃ間の誤配線とともに、信号線Ｂ−Ｃの入れ替えが通知される。したがって、検出部１１の端子ＰＢ−ＰＣ間で信号線Ｂ−Ｃの接続状態を入れ替えることにより、信号線Ａ−Ｂがクロスした、図４の正常接続状態に戻すことができる。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、温度センサ２０に、信号線Ｃから測温抵抗素子ＰＴの他端へ流れる逆流電流を阻止する整流素子Ｄを設け、温度計測器１０の制御部１２が、整流素子Ｄにより逆流電流が阻止されて、信号線Ａに生じた電圧ＶＡが誤配線判定用のしきい値電圧Ｖｔｈを超えた場合、これら信号線Ａ−Ｃが誤配線されていると判定し、信号線Ｂに生じた電圧ＶＢがしきい値電圧Ｖｔｈを超えた場合、これら信号線Ｂ−Ｃが誤配線されていると判定するようにしたものである。

これにより、温度計測器１０と温度センサ２０の設置場所にそれぞれ作業者を配置して、導通テスターなどの検査装置を用いて信号線ごとに接続を確認する、という従来の検査作業を必要することなく、温度計測器１０の制御部１２での処理により、温度センサ２０の誤配線を確認できる。したがって、温度センサ２０の接続確認に要する時間と作業負担を大幅に削減することが可能となる。

また、本実施の形態において、温度計測器１０に、電圧ＶＡ，ＶＢの電圧差ＶｄをＡ／Ｄ変換することにより計測データを出力する差動入力モードと、第１の電圧および第２の電圧をそれぞれ個別にＡ／Ｄ変換することにより検査データを出力するシングルエンド入力モードとを切替可能なＡ／Ｄ変換器ＡＤＣを設け、制御部１２が、温度計測時、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣを差動入力モードに切替制御し、得られた計測データから計測温度を算出し、接続状況検査時、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣをシングルエンド入力モードに切替制御し、得られた検査データをしきい値とそれぞれ比較することにより、誤配線の有無を判定するようにしたものである。

これにより、一般的なＡ／Ｄ変換器に設けられているシングルエンド入力モードを利用して電圧ＶＡ，ＶＢを個別に検出することができ、接続状況検査に必要な回路部を温度計測時に用いる回路で兼用することができる。したがって、新たな回路を追加することなく、接続状況検査を実行することができる。

［第２の実施の形態］
次に、図１１を参照して、本実施の形態にかかる温度計測システム１について説明する。図１１は、第２の実施の形態にかかる温度計測システムで用いられる検出部の構成を示すブロック図である。

第１の実施の形態では、誤配線の判定結果を外部装置へ通知し、作業者により信号線を入れ替え接続する場合を例として説明した。本実施の形態では、検出部１１で信号線の接続を入れ替える場合を例として説明する。
すなわち、本実施の形態において、検出部１１には、信号線Ａ−Ｃの接続入れ替えと信号線Ｂ−Ｃの接続入れ替えとを行うマルチプレクサからなる接続入替部ＭＵＸが設けられている。

接続入替部ＭＵＸには、図１１に示すように、端子ＰＡ，ＰＢ，ＰＣごとに切替スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃが設けられている。ＳＷａは、端子ＰＡをノードＮＡまたはノードＮＣに切り替えるスイッチであり、ＳＷｂは、端子ＰＢをノードＮＢまたはノードＮＣに切り替えるスイッチである。また、ＳＷｃは、端子ＰＣをノードＮＡ、ノードＮＢ、またはノードＮＣに切り替えるスイッチである。

なお、ノードＮＡ，ＮＢ，ＮＣは、信号線Ａ，Ｂ，Ｃが正常接続された際、端子ＰＡ，ＰＢ，ＰＣを介して信号線Ａ，Ｂ，Ｃが接続される内部回路の接続ノードである。ノードＮＡは、検査スイッチＳＷを介して定電流源ＩＳ１に接続されているとともに、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣの電圧ＶＡ用入力端子に接続されている。ノードＮＢは、検査スイッチＳＷを介して定電流源ＩＳ２に接続されているとともに、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣの電圧ＶＢ用入力端子に接続されている。ノードＮＣは接地電位ＧＮＤに接続されている。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図１２を参照して、接続入替部ＭＵＸの動作について説明する。図１２は、接続入替部の動作を示す説明図である。
制御部１２は、信号線Ａ，Ｂ，Ｃが正常接続されている場合または初期状態において、接続入替部ＭＵＸを制御して、切替スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃをそれぞれノードＮＡ側、ノードＮＢ側、ノードＮＣ側に切替制御する。これにより、端子ＰＡ，ＰＢ，ＰＣがそれぞれノードＮＡ，ＮＢ，ＮＣと接続される。

ここで、前述した図６の接続状況検査処理のステップ１０３において、信号線Ａ，Ｃ間の誤配線であると判定した際、制御部１２は、接続入替部ＭＵＸを制御して、切替スイッチＳＷａ，ＳＷｃをそれぞれノードＮＣ側、ノードＮＡ側に切替制御する。これにより、端子ＰＡ，ＰＣがそれぞれノードＮＣ，ＮＡと接続され、信号線Ａ，Ｃが接続入れ替えされたことになる。

一方、前述した図６の接続状況検査処理のステップ１０５において、信号線Ｂ，Ｃ間の誤配線であると判定した際、制御部１２は、接続入替部ＭＵＸを制御して、切替スイッチＳＷｂ，ＳＷｃをそれぞれノードＮＣ側、ノードＮＢ側に切替制御する。これにより、端子ＰＢ，ＰＣがそれぞれノードＮＣ，ＮＢと接続され、信号線Ｂ，Ｃが接続入れ替えされたことになる。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、信号線Ａ−Ｃの接続入れ替えと信号線Ｂ−Ｃの接続入れ替えする接続入替部ＭＵＸを検出部１１に設け、制御部１２での誤配線の判定結果に応じて、信号線Ａ，Ｃまたは信号線Ｂ，Ｃを接続入れ替えするようにしたものである。
これにより、信号線Ａ，Ｂ，Ｃに誤配線があった場合には、接続入替部ＭＵＸにより信号線Ａ，Ｂ，Ｃが接続入れ替えされる。したがって、制御部１２での判定結果に応じて作業者が信号線Ａ，Ｂ，Ｃを接続入れ替えする必要がなくなり、誤配線の訂正に要する作業負担を大幅に削減することが可能となる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１…温度計測システム、１０…温度計測器、１１…検出部、１２…制御部、１３…通信Ｉ／Ｆ部、２０…温度センサ、３０…携帯端末、ＩＳ１…定電流源（第１の定電流源）、ＩＳ２…定電流源（第２の定電流源）、ＳＷ…検査スイッチ、Ａ…信号線（第１の信号線）、Ｂ…信号線（第２の信号線）、Ｃ…信号線（第３の信号線）、ＡＤＣ…Ａ／Ｄ変換器、ＰＴ…測温抵抗素子、Ｄ…整流素子、ＭＵＸ…接続入替部、ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ…端子、ＴＡ，ＴＢ，ＴＣ…端子、ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ…ノード、ＤＯ…出力端子、ＩＡ…定電流（第１の定電流），ＩＢ…定電流（第２の定電流）、ＩＣ…リターン電流、ＶＡ，ＶＢ…電位、Ｖｄ…電圧差、Ｖｃｃ…電源電位、ＧＮＤ…接地電位。

Claims (5)

1. 測温抵抗素子の一端に第１の信号線が接続され、当該測温抵抗素子の他端に第２および第３の信号線が接続された温度センサと、これら第１、第２、および第３の信号線を介して当該温度センサと接続されて、これら第１および第２の信号線の間に生じた電圧差に基づいて計測温度を出力する温度計測器とを備える温度計測システムであって、
   前記温度センサは、前記第３の信号線から前記測温抵抗素子の他端へ流れる逆流電流を阻止する整流素子を有し、
   前記温度計測器は、
   前記第１の信号線から前記温度センサの前記測温抵抗素子を介して前記第３の信号線へ戻る第１の定電流を供給する第１の定電流源と、
   前記第２の信号線から前記第３の信号線へ戻る第２の定電流を供給する第２の定電流源と、
   前記整流素子により前記逆流電流が阻止されて、前記第１の信号線に生じた第１の電圧が誤配線判定用のしきい値電圧を超えた場合、前記第１および第３の信号線が誤配線されていると判定し、前記第２の信号線に生じた第２の電圧が当該しきい値電圧を超えた場合、前記第２および第３の信号線が誤配線されていると判定する制御部とを有する
   ことを特徴とする温度計測システム。
2. 請求項１に記載の温度計測システムにおいて、
   前記温度計測器は、前記第１の電圧および前記第２の電圧の電圧差をＡ／Ｄ変換することにより計測データを出力する差動入力モードと、前記第１の電圧および前記第２の電圧をそれぞれ個別にＡ／Ｄ変換することにより第１の検査データおよび第２の検査データを出力するシングルエンド入力モードとを切替可能なＡ／Ｄ変換器をさらに有し、
   前記制御部は、温度計測時、前記Ａ／Ｄ変換器を前記差動入力モードに切替制御し、得られた前記計測データから前記計測温度を算出し、接続状況検査時、前記Ａ／Ｄ変換器を前記シングルエンド入力モードに切替制御し、得られた前記第１および第２の検査データを前記しきい値と比較することにより、前記誤配線の有無を判定する
   ことを特徴とする温度計測システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の温度計測システムにおいて、
   前記温度計測器は、前記第１および第３の信号線の接続入れ替えと、前記第２および第３の信号線の接続入れ替えとを行う接続入替部をさらに有し、
   前記制御部は、前記接続入替部を制御することにより、前記誤配線と判定された前記第１の信号線および前記第３の信号線の接続入れ替え、または前記第２および第３の信号線の接続入れ替えを行う
   ことを特徴とする温度計測システム。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の温度計測システムにおいて、
   前記制御部は、温度計測時、前記第１の信号線と前記第２の信号線との間の誤配線により、前記Ａ／Ｄ変換器で得られた前記計測データが負の電圧差を示した場合、予め設定されている負電圧と温度との関係に基づいて、当該電圧差に対応する計測温度を出力することを特徴とする温度計測システム。
5. 測温抵抗素子の一端に第１の信号線が接続され、当該測温抵抗素子の他端に第２および第３の信号線が接続された温度センサを、これら第１、第２、および第３の信号線を介して接続し、これら第１および第２の信号線の間に生じた電圧差に基づいて計測温度を出力する温度計測器であって、
   前記第１の信号線から前記温度センサの前記測温抵抗素子を介して前記第３の信号線へ戻る第１の定電流を供給する第１の定電流源と、
   前記第２の信号線から前記第３の信号線へ戻る第２の定電流を供給する第２の定電流源と、
   前記温度センサのうち前記測温抵抗素子の他端と前記第３の信号線との間に設けられた整流素子により、当該第３の信号線から当該測温抵抗素子の他端へ流れる逆流電流が阻止されて、前記第１の信号線に生じた第１の電圧が誤配線判定用のしきい値電圧を超えた場合、これら第１および第３の信号線が誤配線されていると判定し、前記第２の信号線に生じた第２の電圧が当該しきい値電圧を超えた場合、これら第２および第３の信号線が誤配線されていると判定する制御部と
   を備えることを特徴とする温度計測器。

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