JPH08285702A - 多点測温抵抗体入力装置 - Google Patents

多点測温抵抗体入力装置

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JPH08285702A
JPH08285702A JP8660295A JP8660295A JPH08285702A JP H08285702 A JPH08285702 A JP H08285702A JP 8660295 A JP8660295 A JP 8660295A JP 8660295 A JP8660295 A JP 8660295A JP H08285702 A JPH08285702 A JP H08285702A
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JP
Japan
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resistance
temperature detector
resistance temperature
wiring
input device
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Pending
Application number
JP8660295A
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English (en)
Inventor
Keizo Tejima
敬三 手嶋
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】多点の測温抵抗体2−1〜2−3を1点づつ切
替選択するマルチプレクサのスイッチのオン抵抗が読込
電圧Ei に介入しないようにする。 【構成】図では測温抵抗体2−1が選択されている。A
Dコンバータ9の入力抵抗値Zは無限大と考えてよく、
定電流源7の電流I1 はマルチプレクサ18のスイッチ
19→配線3(抵抗R1 )→抵抗体2−1(抵抗Rpt
→配線5→グランドGの経路を流れ、定電流源8の電流
2 はマルチプレクサ18のスイッチ20→配線4(抵
抗R2 )→配線5→グランドGの経路を流れる。ここで
配線3,4の長さを等しく抵抗値R1 =R2 とし、定電
流I1 =I2 とすれば、装置1の端子T1 ,T2 間の入
力電圧Ei0=Rpt・I1 となる。この電圧Ei0はマルチ
プレクサ6のスイッチ12,13を経てADコンバータ
9に読込まれるがスイッチ12,13のオン抵抗はコン
バータ入力抵抗Zに比べ無視でき、Ei0=Ei となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱炉,転炉,ボイラ
ー等の温度制御,温度監視などに使用される、複数の測
温抵抗体の入力信号を1つづつ切替え選択して読取る多
点測温抵抗体入力装置に関する。なお、以下各図におい
て同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。
【0002】
【従来の技術】測温抵抗体信号の読取り装置において
は、従来から、複数の測温抵抗体の入力信号を切替えて
読取る方法が行われている。この読取方法のうち、測温
抵抗体に定電流を流し、測温抵抗体の抵抗値を電圧に変
換して読取る方法では、複数の測温抵抗体を1つづつ選
択して読取回路側へ切替える回路(マルチプレクサ)自
体の接点部抵抗(接触抵抗,オン抵抗等)が測温抵抗体
信号にプラスされて読込まれて誤差となるため、接点部
抵抗(接触抵抗,オン抵抗等)を非常に低く抑え、影響
を無視できる程度まで軽減する必要がある。このため切
替え部の接点としては水銀リレー等の特殊部品が使用さ
れていた。
【0003】図2は従来の多点測温抵抗体入力装置の要
部の構成を示す原理回路図である。同図において1は多
点測温抵抗体入力装置、2(2−1,2−2,2−3)
は夫々1点目,2点目,3点目の測温抵抗体、3,4,
5は各測温抵抗体2と入力装置1とを結合する配線で、
この図では1点目の測温抵抗体2−1を代表例として符
号が付されている。
【0004】6は各測温抵抗体2−1〜2−3を1つづ
つ切替え選択してその抵抗変化を取込むためのマルチプ
レクサ、12,13はこの切替えの接点である。次に
7,8は測温抵抗体2の抵抗値を電圧値として取出すた
めに測温抵抗体2側へ定電流を供給する定電流回路、9
は測温抵抗体からの検出電圧をデジタル値に変換するA
Dコンバータ、10はADコンバータ9の変換出力デー
タに線形化等の補正を加え、測温抵抗体の検出温度を求
めるなどの処理を行うCPU、11はCPU10によっ
て求められた温度検出データなどを必要に応じ図外の監
視制御装置などの上位コンピュータに送信する通信回路
である。
【0005】次に図2の動作原理を、図示のように1点
目の測温抵抗体2−1が選択されている場合を例にとっ
て説明する。この場合マルチプレクサ6内の1点目の測
温抵抗体2−1に対応するスイッチ12,13のみがオ
ンされ、他の測温抵抗体2−2,2−3に対応するスイ
ッチ12,13はオフに保たれる。同様に2点目,3点
目の測温抵抗体2−2,2−3が選択されるときは、選
択された測温抵抗体に対応するスイッチ12,13のみ
がオンされ、非選択の測温抵抗体に対応するスイッチ1
2,13は全てオフに保たれる。ここでスイッチ12,
13のオン時の抵抗値を夫々Rs1,Rs2とする。
【0006】測温抵抗体2−1に対応するスイッチ1
2,13のオンにより、定電流源7からはスイッチ12
→配線3(抵抗値をR1 とする)→測温抵抗体2−1
(抵抗値をRptとする)→配線5→グランドG→定電流
源8の経路で定電流I1 が流れ、また定電流源8からは
スイッチ13→配線4(抵抗値をR2 とする)→配線5
→グランドG→定電流源8の経路で定電流I2 が流れ
る。
【0007】このときADコンバータ9への入力電圧E
i は次式(1)で与えられる。
【0008】
【数1】 Ei =I1 (Rs1+R1 +Rpt)−I2 (Rs2+R2 ) ・・・(1) 配線3と4の夫々の抵抗値R1 とR2 は配線長を同じに
すれば等しくすることができ、また定電流源7と8の夫
々の電流値I1 とI2 も調整により等しくできるので、
【0009】
【数2】 R1 =R2 ・・・(2) I1 =I2 ・・・(3) であるとすれば(1)式は次式(4)のように書換える
ことができる。
【0010】
【数3】 Ei =I1 ・Rpt+I1 (Rs1−Rs2) ・・・(4) この(4)式の第1項では真値で、第2項は誤差分であ
る。従ってRs1≠Rs2であれば誤差分が残ってしまう事
になるが、スイッチ12,13の抵抗値(接触抵抗,オ
ン抵抗等)を揃えることは困難であり、周囲温度の影響
で抵抗値が変化する事もあるため、現実は前述のように
水銀リレー等を用いRs1,Rs2の絶対値を低く抑える方
法が取られていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来方式には次の〜のような問題がある。殊に水銀リ
レーは機械的衝撃に弱い。取り付け方向に制約があ
る。環境問題等で製造メーカが生産中止とするケース
が多い。このため水銀リレーを使用せずに済ますことが
望まれている。
【0012】そこで本発明は、オン抵抗値が微小でない
スイッチを持つマルチプレクサでも利用可能な多点測温
抵抗体入力装置を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1の多点測温抵抗体入力装置は、複数の測
温抵抗体(2−1〜2−3など)を1つづつ切替え選択
してその抵抗値(Rpt)を電圧値(Ei )として検出す
る多点測温抵抗体入力装置(1)であって、各測温抵抗
体は夫々自身に対応する2つの等しい内部抵抗(R1
2 )の第1,第2の配線(3,4)及び第3の配線
(5)を持つと共に、自身の一端は対応する第1の配線
の一端に接続され、自身の他端は対応する第2,第3の
夫々の配線の一端に接続されてなるような多点測温抵抗
体入力装置において、互いに等しい定電流(I1
2 )を供給する第1,第2の2つの定電流源(7,
8)と、測温抵抗体からの検出電圧をデジタルデータに
変換するADコンバータ(9)と、各測温抵抗体に対応
して設けられ、対応する測温抵抗体の選択時にのみ、こ
の測温抵抗体の第1の配線の他端を第1の定電流源の一
方の極に接続する第1のスイッチ(19)と、同じく各
測温抵抗体に対応して設けられ、対応する測温抵抗体の
選択時にのみ、この測温抵抗体の第2の配線の他端を第
1の定電流源の前記一方の極と同極性の第2の定電流源
の一方の極に接続する第2のスイッチ(20)とを備
え、各測温抵抗体の第3の配線の他端は(グランドGな
どを経て)第1,第2の定電流源の他方の極に接続され
てなり、さらに各測温抵抗体に対応して設けられ、対応
する測温抵抗体の選択時にのみ、この測温抵抗体の第1
の配線の他端をADコンバータの一方の入力端に接続す
る第3のスイッチ(12)と、同じく各測温抵抗体に対
応して設けられ、対応する測温抵抗体の選択時にのみ、
この測温抵抗体の第2の配線の他端をADコンバータの
他方の入力端に接続する第4のスイッチ(13)とを備
えたものとする。
【0014】また、請求項2の多点測温抵抗体入力装置
では、請求項1に記載の多点測温抵抗体入力装置におい
て、前記第1,第2のスイッチは第1のマルチプレクサ
(18)に組込まれているものであるようにする。ま
た、請求項3の多点測温抵抗体入力装置では、請求項1
又は2に記載の多点測温抵抗体入力装置において、前記
第3,第4のスイッチは第2のマルチプレクサ(6)に
組込まれているものであるようにする。
【0015】また、請求項4の多点測温抵抗体入力装置
は、請求項1ないし3のいずれかに記載の多点測温抵抗
体入力装置において、前記ADコンバータの変換出力す
るデジタルデータから当該測温抵抗体の温度を求める手
段(CPU10)と、この温度を外部へ送信する手段
(通信回路11)とを備えたものとする。
【0016】
【作用】測温抵抗体に流す定電流の切替えを行うマルチ
プレクサ回路を、測温抵抗体から取込む入力信号を切替
えるマルチプレクサ回路とは別に設け、この入力信号に
マルチプレクサ用スイッチの抵抗による誤差分が含まれ
ないようにする。
【0017】
【実施例】図1は本発明の一実施例としての多点測温抵
抗体入力装置の要部の構成を示す原理回路図で、図2に
対応するものである。図1においてはマルチプレクサ6
とは別にマルチプレクサ18を設け、このマルチプレク
サ18を介し定電流源7,8の電流を、マルチプレクサ
6の測温抵抗体2の配線3,4より測温抵抗体2側へ注
入するように構成されている。
【0018】なお、19,20は各測温抵抗体2−1〜
2−3に夫々対応して設けられたマルチプレクサ18内
のスイッチであり、選択された測温抵抗体(この例では
2−1)に対応するスイッチ19,20のみオンされ、
非選択の測温抵抗体に対応するスイッチ19,20は全
てオフに保たれる。図1の例ではマルチプレクサ6のス
イッチ12,13及びマルチプレクサ18のスイッチ1
9,20の何れも1点目の測温抵抗体2−1が選択され
ている状態を示している。
【0019】図1においてはスイッチ12,13、1
9,20とも水銀リレーのような低いオン抵抗値のスイ
ッチである必要はない。図1の状態では定電流源7の電
流I1 はスイッチ19→配線3→測温抵抗体2−1→配
線5→グランドG→定電流源7の経路を流れる他に、ス
イッチ19→スイッチ12→ADコンバータ9の入力抵
抗25→スイッチ13→配線4→配線5の経路を分流す
ることが考えられる。しかしADコンバータの入力抵抗
25の値Zは一般に非常に大きな値をとるため、この分
流路を流れる電流は無視することができる。
【0020】同様な理由で定電流源8の電流I2 もスイ
ッチ20→配線4→配線5→グランドG→定電流源8の
経路のみを流れると考えることができる。従って多点測
温抵抗体入力装置1に設けられた配線3,4との接続端
子T1 ,T2 間の電圧Ei0は下式(5)で表わされる。
【0021】
【数4】 Ei0=I1 (R1 +Rpt)−I2 ・R2 ・・・(5) 図2の場合と同様に、この場合も式(2),(3)が成
立するようにしたとすれば、式(5)は下式(6)のよ
うに書換えることができる。
【0022】
【数5】 Ei0=I1 ・Rpt ・・・(6) 式(6)では式(4)に見られた誤差分の項が消滅して
おり、測温抵抗体自体による電圧成分のみとなる。ま
た、この場合ADコンバータ入力抵抗25の抵抗値Zは
マルチプレクサ6のスイッチ12,13のオン抵抗値R
s1,Rs2に比べて無限大と考えることができるので、A
Dコンバータ9の入力電圧Ei はこの多点測温抵抗体入
力装置1の端子T1 ,T2 部での入力電圧Ei0と等しく
なるため、結果的に式(6)で求めた真値のみがADコ
ンバータ9に入力される。このようにして、マルチプレ
クサ6を構成するスイッチのオン抵抗分Rs1,Rs2は測
温抵抗体信号を正確に読取るのに無関係となる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば多点の測温抵抗体を1点
づつ切替え選択するマルチプレクサとして、測温抵抗体
に定電流を流し込むためのマルチプレクサ18と、測温
抵抗体の配線接続端子間の電圧を無電流(つまり無限大
の入力インピーダンス)で取出すマルチプレクサ6との
2つを設けるようにしたので、マルチプレクサを構成す
るスイッチのオン抵抗値は、測温抵抗体信号の読取りに
影響を及ぼさなくなる。そのため、半導体スイッチ等の
オン抵抗値がある程度残る素子でもマルチプレクサに採
用することが可能になり、多点測温抵抗体入力装置自体
の小型化が可能になる、また水銀リレーを用いた場合の
ような装置の取り付け方向の制約といった点も解消され
る等の効果が期待できる。
【0024】以上を総括すれば、マルチプレクサに使用
できるスイッチの範囲が増え、多点測温抵抗体入力装置
の小型化,低コスト化,使用の簡便化等の施策が
より行い易くなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての要部の構成を示す原
理回路図
【図2】図1に対応する従来の原理回路図
【符号の説明】
1 多点測温抵抗体入力装置 2(2−1〜2−3) 測温抵抗体 3〜5 配線 6 マルチプレクサ 7,8 定電流源 9 ADコンバータ 10 CPU 11 通信回路 12,13 マルチプレクサ6のスイッチ 18 マルチプレクサ 19,20 マルチプレクサ18のスイッチ 25 ADコンバータ入力抵抗 T1 〜T3 測温抵抗体接続端子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の測温抵抗体を1つづつ切替え選択し
    てその抵抗値を電圧値として検出する多点測温抵抗体入
    力装置であって、 各測温抵抗体は夫々自身に対応する2つの等しい内部抵
    抗の第1,第2の配線及び第3の配線を持つと共に、自
    身の一端は対応する第1の配線の一端に接続され、自身
    の他端は対応する第2,第3の夫々の配線の一端に接続
    されてなるような多点測温抵抗体入力装置において、 互いに等しい定電流を供給する第1,第2の2つの定電
    流源と、 測温抵抗体からの検出電圧をデジタルデータに変換する
    ADコンバータと、 各測温抵抗体に対応して設けられ、対応する測温抵抗体
    の選択時にのみ、この測温抵抗体の第1の配線の他端を
    第1の定電流源の一方の極に接続する第1のスイッチ
    と、 同じく各測温抵抗体に対応して設けられ、対応する測温
    抵抗体の選択時にのみ、この測温抵抗体の第2の配線の
    他端を第1の定電流源の前記一方の極と同極性の第2の
    定電流源の一方の極に接続する第2のスイッチとを備
    え、 各測温抵抗体の第3の配線の他端は第1,第2の定電流
    源の他方の極に接続されてなり、 さらに各測温抵抗体に対応して設けられ、対応する測温
    抵抗体の選択時にのみ、この測温抵抗体の第1の配線の
    他端をADコンバータの一方の入力端に接続する第3の
    スイッチと、 同じく各測温抵抗体に対応して設けられ、対応する測温
    抵抗体の選択時にのみ、この測温抵抗体の第2の配線の
    他端をADコンバータの他方の入力端に接続する第4の
    スイッチとを備えたことを特徴とする多点測温抵抗体入
    力装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の多点測温抵抗体入力装置
    において、 前記第1,第2のスイッチは第1のマルチプレクサに組
    込まれているものであることを特徴とする多点測温抵抗
    体入力装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載の多点測温抵抗体入
    力装置において、 前記第3,第4のスイッチは第2のマルチプレクサに組
    込まれているものであることを特徴とする多点測温抵抗
    体入力装置。
  4. 【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の多点
    測温抵抗体入力装置において、 前記ADコンバータの変換出力するデジタルデータから
    当該測温抵抗体の温度を求める手段と、 この温度を外部へ送信する手段とを備えたことを特徴と
    する多点測温抵抗体入力装置。
JP8660295A 1995-04-12 1995-04-12 多点測温抵抗体入力装置 Pending JPH08285702A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7317604B2 (en) 2001-10-09 2008-01-08 Fuji Electric Co., Ltd. Over-current protection device
CN113659991A (zh) * 2021-07-30 2021-11-16 北京思凌科半导体技术有限公司 模数转换器的控制电路、方法以及电子设备

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