JPS5850298Y2 - 熱流計検査装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は物体から放散される放熱量あるいは物体内を
移動する熱流量を測定する熱流計の表示部を検査するた
めの検査装置に関する。

一般に、熱測定の分野において良く知られている温度計
においてこの表示部のアナログメータ、あるいはディジ
タルメータの精度を検査するには、別途に標準電圧発生
器を用意し、一定既知の電圧を前記メータに入力して、
この電圧値を温度に換算した値と比較することによって
温度計の表示部の検査を行なっている。

他方、熱流計においては、測定対象となる熱流量Ｑ （
ｋｃａ １／ｍ”ｈ ）と、この熱流量Ｑを測定する熱
流センサの出力電圧Ｖ ｐ （ｍＶ ）との間には、Ｑ
＝ＡＸＶＦ・・・・・・・・・（１） の関係がある。

ここでＡは感度の逆数であり、（１）式においてｋ ｃ
ａ ｌ／ｍｈ・ｍＶの単位を有する熱流センサ固有の
定数である。

ところで、前述の熱流センサの値は各々のセンサによっ
て多少の違いがあり、いわゆる“切りの良い値“どなる
ことは極めてまれであるため、電圧指示計に単に熱流セ
ンサを接続するだけでは熱流量Ｑを表示することができ
ない問題がある。

この問題を解決するために前記電圧指示計側にＡの値に
相当する値を予め設定するポテンショメータを内蔵して
抵抗値を設定する方法が考えられる。

しかし、このようにすると熱流センサが変わるごとにＡ
の値が変わるため、抵抗値を設定しなおす必要があり、
しばしばこの抵抗設定を忘れることによる熱流量測定上
の誤差が生じている。

前述の不都合を解決するために、この考案の考案者は次
に述べるような互換性を有する熱流計を提案（実願昭５
２−１０９４６２）している。

この熱流計の一実施例を第１図に基づいて説明する。

この熱流計は大きく分けて熱流感知部Ｈ８と、この熱流
感知部Ｈ８の出力に応じて熱流量を表示する熱流表示部
ＤＳとからなっている。

熱流感知部Ｈ８は、熱流量を電圧値に変換する熱流セン
サ１と、この熱流センサ１を表示部ＤＳに連結するため
のコネクタ部２ａとからなっている。

熱流センサ１は差動熱電対を使用したものあるいは感温
抵抗素子を用いたもの、またはこれらと同様な機能を有
するもので構成されている。

コネクタ部２ａは熱流センサ１の出力端ａ１．ｂ１にそ
れぞれ接続されている出力端子ｃｌ 、ｄｌと熱流セン
サ１の感度の逆数Ａに応じた値ｒａに設定される可変抵
抗器３（感度補正抵抗）の一端および他端がそれぞれ接
続されている出力端子ｅ１ 、ｆｌとからなっており、
熱流感知部Ｈ８と熱流表示部ＤＳとが接続されていない
状態では、熱流センサ１と抵抗器３とは電気的に絶縁さ
れている。

熱流表示部ＤＳは、熱流感知部Ｈ８のコネクタ部２ａと
連結されるためのコネクタ部２ｂと、前置増幅器４と調
整用可変抵抗器５と、入力インピーダンスが大きく出力
インピーダンスが小さい例えば演算増幅器等でなる増幅
器６と、この増幅器６の出力側に接続され、例えば可動
コイルメータあるいはディジタル電圧計等からなる指示
計７とを有している。

上記コネクタ部２ｂ中、入力端子ｃ２は前記増幅器４の
入力端に接続され熱流感知部Ｈ８側の出力端子ｃ１と連
結されるための端子であり、接地端子ｄ２は熱流感知部
Ｈ８側の出力端子ｄ１と接続されるための端子であり、
入力端子ｅ２は調整用抵抗器５と増幅器６との接続点に
接続され熱流感知部Ｈ８側の出力端子ｅ１に接続される
ための端子であり、接地端子ｆ２は熱流感知部Ｈ８側の
出力端子ｆ１に接続されるための端子である。

このように構成された熱流計において、コネクタ２ａと
コネクタ２ｂとが連結され、熱流感知部Ｈ８と熱流表示
部ＤＳとが電気的に接続されると、熱流センサ４の出力
端ａ１．ｂ１間の電圧ｖＦが前置増幅器４により増幅さ
れ、増幅された電気信号に対して可変抵抗器３が分圧回
路として動作し、指示計７により熱流量Ｑが指示される
ことになる。

いま、増幅器４の出力インピーダンスと調整用抵抗器５
との抵抗和をｒｌ、定数Ａの設定用電気抵抗器３の抵抗
値をｒａ１前置増幅器４と増幅器６とを含む増幅系にお
ける全増幅率をｇ（一定）とすれば、指示計７にて表示
される熱流量Ｑは、となる。

この考案は上述のような熱流計の表示部を検査するため
の検査装置を提供するものである。

先ず、この考案の原理について説明すれば、いま、指示
計７の表示が正しい値を表示するか否かを検査するには
、入力端子ｃ２．ｄ２間に一定、既知の直流電圧を与え
るとともに可変抵抗器３のかわりに値が既知の抵抗を別
途に用意して、この抵抗値ｒａと出力端子ｃｌ、ｄＩ間
から与える既知の電圧ＶＦ（ｍＶ）との積に比例した値
（（２）式により熱流量Ｑに等しい）が指示計７によっ
て直示されるか否かを検査する。

ところで、 Ｑ−ｋ Ｘ ｒ ａＸＶＦ・・・・・・・・・・・・（
３）とおけば、（１）式及び（３）式とから ｋ＝ □・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
ｒａ となる。

したがってｋは熱流センサの感度の逆数Ａ（ｋｃａｌ／
ｍｈ−ｍＶ）とｒａ（ｇ）との対応に応じて定まり、熱
流計の回路を設計した時点で１意の数値に定まる定数で
ある。

したがっていま、感度の逆数Ａ＝ １ （ｋｃａｌ／ｍ
”ｈ−ｍＶ）をｒａ＝１（−Ｑと対応させるように回路
の増幅度を決めれば、１（＝１に定まる。

このとき、たとえばｒ ａ＝８０ （，２）、ＶＦ＝１
（ｍＶ）とすると指示計７はＱ ＝ ８０ （ｋｃ ａ
ｌ／ｍ’ｈ ）を指示しなげればならない。

また、たとえばｒａ＝８０（２）、Ｖｐ ＝ １０ （
ｍＶ）とすると指示計７はＱ＝ ８００ （ｋｃａｌ／
ｍ”ｈ ）を指示しなげればならないことになる。

したがって、電圧ｖＦを切換えて既知の電圧ｖＦを出力
する切換器に抵抗値ｒａ（２）と電圧Ｖ ｐ （ｍＶ
）の積を熱流量Ｑ （ｋｃａ ｌ／ｍｈ ）として表示
すれば、前記熱流計の表示部の検査装置が得られること
になる。

すなわち、この考案は、直流定電圧源からの電圧を複数
の出力電圧に分割する切換器と、熱流センサの感度に対
応した値に定められた電気抵抗器とからなる検査装置に
、前記電圧と抵抗値との積を熱流量として表示し得るよ
うにして、熱流計表示部の入力端子に接続することによ
り熱流表示部の検査を行い得るようにしたことを特徴と
するものである。

以下、この考案の熱流計検査装置の一実施例につき第２
図を参照して説明する。

図中１１は直流定電圧源を示し、たとえばＡＣアダプタ
、バッテリーなど直流電圧を出力するものである。

この電源１１はバッテリー警報器１３の入力側に接続さ
れている。

このバッテリー警報器１３は、バッテリー１１を使用し
続げたとき、バッテリー１１の電圧が基準電圧以下に降
下した場合、バッチＩＪ−１１の取り換えを警報するた
めに設けられた警報回路であり、通常は赤ランプを点燈
させて、使用者にバッテリー１１の交換を知らせるもの
であるが無しで済ませることもできる。

警報器１３の出刃側はＤ Ｃ／Ｄ Ｃ’コンバータ１４
に接続されている。

このＤ Ｃ／Ｄ Ｃコンバータ１４は電圧の安定化を計
るとともに、出力電圧の変更を行うものである。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力側は平滑用コンデンサ
１５、抵抗１６、平滑用コンデンサ１７を介してツェナ
ーダイオード１８に接続されている。

このＤ Ｃ／Ｄ Ｃコンバータ１４かう出力された電圧
は平滑用コンデンサ’１５，１７及びツェナーダイオー
ド１８によって、さらに安定化されている。

このツェナーダイオード１８の両端子は切換器Ｓに接続
されるとともに、アース側端子は第１図に示す前記熱流
計表示部ＤＳの入力端子ｄ２に接続するための出力端子
ｄ３となっている〇ところで、切換器Ｓは分圧比調整用
抵抗１９゜２０．２１がプラス側接続線にそれぞれ並列
に接続され、これら各抵抗１９，２０，２１に分圧抵抗
２２０，２２゜、２２３の一端がそれぞれ直列に接続さ
れ、これら抵抗２２□、２２□、２２３の他端はアース
線となっている。

さらに抵抗１９と２２０、抵抗２０と２２□、抵抗２１
と２２３との間の接続線は分岐して、それぞれ切換接続
線Ｚ１゜１２．１３となっており、さらにアース線には
抵抗２２ｏの一端が接続され、他端は切換接続線ｌ。

どなっている。

一方、前記熱流計表示部ＤＳの入力端子ｃ２に接続する
ためのプラス側接続線ｍが配線され、一端が切換スイッ
チ２３に接続され、他端は接続端子ｃ３となっている。

この切換スイッチ２３を切換えることによって、前記切
換接続線１１，１２，１３と切換接続されるように構成
されている。

なお、前記分圧抵抗２２ｏ、２２１゜２２□、２２３の
値は熱流計表示部ＤＳの入力端子ｃ２ 、ｄ２から前述
の熱流計検査装置を見たときの外部インピーダンスに相
当しており、この値を一定に保つため、通常は等しい値
（たとえば５０ｇなど）に設定されている。

また、この熱流計検査は別途に抵抗器２４（基準抵抗）
を具備し、この両端子ｅ３．ｆ３は熱流計表示部ＤＳの
入力端子ｅ２．ｆ２間に接続されることになる。

前述のように構成された熱流計検査装置において、いま
抵抗器２４の抵抗値ｒｂを、感度の逆数（ｋｃａｌ／ｍ
ｈ −ｍＶ ）の値と１：１に対応させて、たとえばｒ
ｂ＝７０（、ＩＱ）と定める。

このようにして切換スイッチ２３を接続線ｌ。

、１１，１２，１３に、順次切換えて、出力端子ｃ３
、ｄ３間に、たとえば出力電圧ＯｍＶ 、１，４２９ｍ
Ｖ 、４．２８６ｍＶ。

１４．２９ｍＶの電圧を発生させるように前記分圧比調
整用抵抗１９，２０．２１の各抵抗値を設定すれば、接
続線ｌ。

ｚ −ｇｌ ｙ ｌｊ２ ｔ １３の各位置を熱流量Ｑ
（ｋｃ ａ １／ｍＦｈ ）の値が、０．１００，３
００゜１０００として表示する。

このようにして、検査装置の出力端子ｃ３ 、ｄ３及び
ｅ３．ｆ３を、熱流計表示部ＤＳの入力端子ｃ２ 、ｄ
２及びｅ２゜ｆ２と接続し、検査装置の表示が、熱流量
表示計７の指示（ｋ’ｃ ａ ｌ／ｍｈ ）に等しいか
否から調べることになるより、熱流計表示部ＤＳの精度
を直ちに知ることができる。

なお、上記切換器Ｓに設けられた切換接続線ｌｏ、１１
，１２，１３は前記実施例に限定されるものでなく、適
宜に分圧比調整用抵抗の値を変えて、分圧抵抗と接続す
ることにより任意の熱流量を表示する切換接続線を得る
ことができる。

この考案によれば、複数の基準電圧を択一的に切換えて
出力する基準電圧発生部と、予め定められた値の基準抵
抗とを具備するとともに、前記各基準電圧と前記基準抵
抗との積を予め所定の熱流量値に対応させて表示し、か
つ、前記各基準電圧を熱流計のセンサ入力端子に供給す
るとともに、前記基準抵抗を前記熱流計の抵抗入力端子
に接続したので、検査装置に直接表示される熱流量値と
熱流計の指示値とを簡単に比較することができ、従来の
ように、検査のための出力信号をいちいち熱流量に換算
する必要がないので、検査の能率を極めて向上させるこ
とができる。

また、電気抵抗値は熱流センサの感度に対応する値であ
るため、各熱流センサの感度の逆数（前記実施例ではＡ
の値）の平均値、またはこの近似値を電気抵抗値として
与えれば実測時の状況により近い条件で検査することが
でき、更に精度の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は検査される熱流計の一実施例を示す回路構成図
、第２図はこの考案の熱流計検査装置の一実施例を示す
回路構成図である。 １・・・・・・熱流センサ、３・・・・・・抵抗器（感
度補正抵抗）、１１・・・・・・直流定電圧電源、１４
・・・・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、１８・・・・・・
ツェナーダイオード、Ｓ・・・・・・切換器（以上１１
，１４，１８．Ｓは基準電圧発生部）、２４・・・・・
・抵抗（基準抵抗）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 熱流センサの出力電圧が供給されるセンサ入力端子と、
   前記熱流センサの感度の逆数に対応する値の感度補正抵
   抗が接続される抵抗入力端子とを有し、前記熱流センサ
   の出力電圧と前記感度補正抵抗の抵抗値とに基づいて熱
   流量を表示する熱流計の表示誤差を検査する熱流計検査
   装置において、複数の基準電圧を択一的に切換えて出力
   する基準電圧発生部と、予め定められた値の基準抵抗と
   を具備するとともに、前記各基準電圧と前記基準抵抗と
   の積を予め所定の熱流量値に対応させて表示し、かつ、
   前記各基準電圧を前記センサ入力端子に供給するととも
   に、前記基準抵抗を前記抵抗入力端子に接続することを
   特徴とする熱流計検査装置。