JPH06207861A - 信号処理変換方法 - Google Patents

信号処理変換方法

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JPH06207861A
JPH06207861A JP5019637A JP1963793A JPH06207861A JP H06207861 A JPH06207861 A JP H06207861A JP 5019637 A JP5019637 A JP 5019637A JP 1963793 A JP1963793 A JP 1963793A JP H06207861 A JPH06207861 A JP H06207861A
Authority
JP
Japan
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operational amplifier
converter
thermocouple
correction value
switch
Prior art date
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Application number
JP5019637A
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English (en)
Inventor
Hisashi Kitamura
久 北村
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 断線検出機能をもつとともに断線検出による
影響を補正し、誤差を小さくする。 【構成】 抵抗7,8の接続点と、抵抗6を介するオペ
アンプ2との間にスイッチ10を設け、このスイッチ1
0をオン・オフ状態にしたときのオペアンプ2の変換出
力の偏差から補正値を求め、断線検出機能を生かした状
態におけるオペアンプ2の変換出力を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、熱電対で検出された
信号をデジタル信号に変換して対象機器の温度を測定す
る信号処理変換方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は例えば特開昭57−118496
号公報に記載された従来の熱電対信号変換装置を示すブ
ロック図であり、図4において、1はクロメル・アルメ
ルやクロメル・コンスタンタン等の温度を検出する熱電
対、2はオペアンプ、3はA/D変換器、4はスイッチ
を制御する制御回路、5はスイッチとしてのFET(電
界効果トランジスタ)、6〜8は分圧等を行う抵抗、9
はCPU(中央演算処理装置)、Vccは電源電圧であ
る。FET5は、入力側(ゲート)がA/D変換器3及
び制御回路4と接続され、出力側(ソース,ドレイン)
が抵抗7,8の分圧点及び抵抗6を介してオペアンプ2
の入力側と接続されている。熱電対1は、一端がオペア
ンプ2を介してA/D変換器3の入力側と接続され、他
端が直接そのA/D変換器3の入力側に接続されてい
る。また、CPU1はA/D変換器3の出力側と接続さ
れている。上記FET5は、熱電対1で検出された対象
機器の温度の信号をA/D変換して測定するときのみオ
フ状態(OFF)になり、その温度の信号をA/D変換
しないときはオン(ON)状態となる。このFETがオ
ン状態のときは、電源電圧Vccが抵抗7及び抵抗8で
分圧され、その分圧された電圧が抵抗6を介してオペア
ンプ2の入力側に基準電圧として入力される。そして、
熱電対1の断線が検出される。
【0003】次に、この従来の熱電対信号変換装置の動
作について説明する。熱電対1の温度の信号はオペアン
プ2で増幅され、A/D変換器3でデジタル信号に変換
され、CPU9に読込まれる。一方、熱電対1の断線を
検出するため、電源電圧Vccを抵抗7、抵抗8で分圧
で得た基準電圧をFET5および抵抗6を通してオペア
ンプ2に入力している。すなわち、抵抗6は抵抗値が大
きいため、通常時には熱電対1の出力がオペアンプ2に
入力される。ところが、断線すると抵抗7、抵抗8によ
って分圧された電圧がオペアンプ2に入力され、オペア
ンプ2の出力が通常時より大きくなるため、断線が検出
できる。しかし、この場合、通常時でも抵抗6を通して
電圧が印加されるため、誤差が生じる。この誤差を防ぐ
ため、熱電対1の出力をA/D変換するときにはFET
5をオフ状態にし、電圧がオペアンプ2の入力側に印加
されないようにする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の熱電対信号変換
装置は以上のように構成されているので、熱電対の断線
検出をするためには通常の入力処理の他にFET5をオ
ン状態にして熱電対出力をオペアンプ2に入力する処理
が必要になる。また、FET5のもれ電流によりオペア
ンプの通常の入力処理でも断線検出回路の影響を完全に
除去することは困難であるなどの問題点がある。
【0005】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、断線検出機能をもつとともに
断線検出回路の影響を補正することにより通常の入力処
理における誤差を小さくできる信号処理変換方法を得る
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この第1の発明に係る信
号処理変換方法は、図1で示すように、オペアンプ2
と、A/D変換器3と、上記オペアンプの入力側に基準
電圧を供給する断線検出用の基準電圧発生手段(電源電
圧Vcc等)とを備え、上記基準電圧をスイッチを介し
て上記オペアンプに入力するようにし、このオペアンプ
による熱電対出力の入力処理前に、上記スイッチをオン
したときのオペアンプの出力データとオフしたときの出
力データとの差を補正値とし、上記入力処理時にはオペ
アンプの出力データより上記補正値を減算するようにし
た。この第2の発明に係る信号処理変換方法は、図2で
示すように、オペアンプ2の出力データより上記補正値
を減算する処理をA/D変換器3の前段で行うようにし
た。この第3の発明に係る信号処理変換処理方法は、図
3で示すように、オペアンプ2の出力データより補正値
を減算する処理をA/D変換器3の後段で行うようにし
た。
【0007】
【作用】この第1の発明による信号処理変換方法は、基
準電圧発生手段から基準電圧をスイッチを介してオペア
ンプに入力するようにし、このオペアンプによる熱電対
出力の入力処理前に、上記スイッチをオンしたときのオ
ペアンプの出力データとオフしたときの出力データとの
差を補正値とし、上記入力処理時にはオペアンプの出力
データよりこの補正値を減算する。この第2の発明によ
る信号処理変換方法は、A/D変換器の前段で、オペア
ンプの出力データから上記補正値を減算する。この第3
の発明による信号処理変換処理方法は、A/D変換器の
後段で、オペアンプの出力データから上記補正値を減算
する。
【0008】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図1はこの第1の実施例(実施例1)による熱電
対信号変換装置である。図1において、1はクロメル・
アルメルやクロメル・コンスタンタン等の温度を検出す
る熱電対、2はオペアンプ、3はアナログ・デジタル変
換のA/D変換器、6〜8は分圧等を行う抵抗、9はC
PU、10はリレー等のスイッチであり、電源電圧Vc
cと抵抗7と抵抗8とが基準電圧発生手段を構成してい
る。スイッチ10は電源電圧Vccを分圧する直列の抵
抗7,8と接続され、他端が抵抗6を介して、一端がオ
ペアンプ2の入力側と接続されている。熱電対1は、一
端がオペアンプ2を介してA/D変換器3の入力側と接
続され、他端が直接そのA/D変換器3の入力側に接続
されている。また、A/D変換器3とCPU9は直列に
接続されている。
【0009】オペアンプ2は熱電対1の出力(測定対象
機器の温度信号)を増幅し、A/D変換器3は、オペア
ンプ2の出力(アナログ信号)をデジタル信号に変換
し、CPU9はA/D変換器3の出力(デジタル値)を
10進数に変換し、図示しないCRTに表示する。スイ
ッチ10がオン状態の時には、電源電圧Vccが直列の
抵抗7,8で分圧された基準電圧が抵抗6を介してオペ
アンプ2に入力される。CPU9は、オペアンプ2によ
る熱電対信号の入力処理前に、このスイッチ10のオン
したときのオペアンプ2の出力データとそのスイッチ1
0のオフしたときのオペアンプ2の出力データとの差を
補正値とする。そして、CPU9は、熱電対1によるオ
ペアンプ2の出力データからその補正値を減算して、対
象機器の温度を求める。
【0010】次にこの実施例の装置の動作について説明
する。まず、熱電対信号変換装置は通常の入力処理を行
う前にキャリブレーションを行う。すなわち熱電対1を
一定の温度に保った状態で、スイッチ10をオフ状態に
したときのA/D変換器3のデジタルデータをCPU9
が読込む。次に、スイッチ10をオン状態にしたときの
A/D変換器3のデジタルデータを読込む。このスイッ
チのオン時とオフ時の2つのデジタルデータの差を補正
値とする。通常の熱電対信号における入力処理では、ス
イッチ10をオン状態とし既述した方法で断線検出が可
能なようにしておく。この結果、この装置の断線検出に
よる誤差はでるがA/D変換器3のデジタルデータから
上記の補正値を減算することにより温度の測定精度を向
上させることができる。
【0011】図2はこの第2の発明の実施例(実施例
2)による熱電対信号変換装置である。図2において、
11はアナログ信号の加減算を行う演算回路であり、オ
ペアンプ2とA/D変換器3との間(A/D変換器の前
段)に設けられている。この実施例2では、スイッチ1
0をオン又はオフした時のオペアンプ2による出力デー
タを実施例1のように補正値とし、この補正値を演算回
路で加減算する。この結果、実施例1のようなCPUに
よる補正が必要なくなる。
【0012】図3はこの第3の発明の実施例(実施例
3)による熱電対信号変換装置である。図3において、
12はデジタル信号の加減算を行う演算回路であり、A
/D変換器3とCPU9との間(A/D変換器の後段)
に設けられている。この実施例3では、スイッチ10を
オン又はオフした時のオペアンプ2による出力データを
実施例1のように補正値とし、この補正値を演算回路で
加減算する。この結果、実施例1のようなCPUによる
補正が必要なくなる。また、PALやゲートアレイ等を
使用して装置を小型化できる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、この第1の発明に
よれば、オペアンプと、A/D変換器と、基準電圧を供
給する断線検出用の基準電圧発生手段とを備え、上記基
準電圧をスイッチを介して上記オペアンプに入力するよ
うにし、このオペアンプによる熱電対出力の入力処理前
に、上記スイッチをオンしたときのオペアンプの出力デ
ータとオフしたときの出力データとの差を補正値とし、
この補正値を熱電対による温度測定に用いるようにした
ので、断線検出回路の影響を少なくして、熱電対による
測定精度を高めることができる効果がある。この第2の
発明によれば、オペアンプの出力データより上記補正値
を減算する処理をA/D変換器の前段で行うようにした
ので、第1の発明の効果に加えて、熱電対からの信号を
入力処理するCPUの負荷を小さくして、装置の演算速
度を速くする効果がある。この第3の発明によれば、オ
ペアンプの出力データより補正値を減算する処理をA/
D変換器の後段で行うようにしたので、第1,2の発明
の効果に加えて、装置を小型化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この第1の発明の実施例による熱電対信号変換
装置を示す回路ブロック図である。
【図2】この第2の発明の実施例による熱電対信号変換
装置を示す回路ブロック図である。
【図3】この第3の発明の実施例による熱電対信号変換
装置を示す回路ブロック図である。
【図4】従来の熱電対信号変換装置を示す回路ブロック
図である。
【符号の説明】
1 熱電対 2 オペアンプ 3 A/D変換器 4 制御回路 5 FET 6〜8 抵抗 9 CPU 10 スイッチ 11,12 演算回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱電対の出力を増幅するオペアンプと、
    このオペアンプの出力をデジタル信号に変換するA/D
    変換器と、上記オペアンプの入力側に基準電圧を供給す
    る断線検出用の基準電圧発生手段とを備え、上記基準電
    圧をスイッチを介して上記オペアンプに入力するように
    し、オペアンプによる熱電対出力の入力処理前に、上記
    スイッチをオンしたときのオペアンプの出力データとオ
    フしたときの出力データとの差を補正値とし、上記入力
    処理時にはオペアンプの出力データよりこの補正値を減
    算するようにしたことを特徴とする信号処理変換方法。
  2. 【請求項2】 上記出力データより補正値を減算する処
    理をA/D変換器の前段で行うようにしたことを特徴と
    する請求項第1項記載の信号処理変換方法。
  3. 【請求項3】 上記データより補正値を減算する処理を
    A/D変換器の後段で行うようにしたことを特徴とする
    請求項第1項記載の信号処理変換方法。
JP5019637A 1993-01-12 1993-01-12 信号処理変換方法 Pending JPH06207861A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001021419A (ja) * 1999-07-07 2001-01-26 Rb Controls Co 温度検知回路
WO2020255222A1 (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 三菱電機株式会社 温度入力ユニット、温度測定装置、及びプログラム

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