JPS5858012B2 - temperature converter - Google Patents

temperature converter

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JPS5858012B2
JPS5858012B2 JP4094079A JP4094079A JPS5858012B2 JP S5858012 B2 JPS5858012 B2 JP S5858012B2 JP 4094079 A JP4094079 A JP 4094079A JP 4094079 A JP4094079 A JP 4094079A JP S5858012 B2 JPS5858012 B2 JP S5858012B2
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lead wire
resistor
voltage
resistance
arithmetic unit
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JP4094079A
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博己 千葉
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Hitachi Ltd
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、3線式測温抵抗体を使用した温度変換器に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a temperature converter using a three-wire resistance temperature detector.

一般に自動制御系においては、測温抵抗体が疲労または
損傷などにより断線した場合、それを検出して伺等かの
処置をこうじて制御系が安全側に動作するようにしなけ
ればならない。
Generally, in an automatic control system, if a resistance temperature detector breaks due to fatigue or damage, it must be detected and appropriate measures taken to ensure safe operation of the control system.

このため、測温抵抗体式温度変換器においては測温抵抗
体の断線を検出するため、出力信号を上限または下限の
いずれかの標準信号範囲外に振切らせる動作をする回路
を備えることが望ましい。
Therefore, in order to detect disconnection of the resistance thermometer in a resistance thermometer type temperature converter, it is desirable to include a circuit that operates to swing the output signal outside the standard signal range, either the upper or lower limit. .

これを一般にバーンアウト回路と称している。This is generally called a burnout circuit.

第1図は、3線式測温抵抗体と演算器で構成された従来
の温度変換器の一実施例である。
FIG. 1 shows an example of a conventional temperature converter composed of a three-wire resistance temperature detector and an arithmetic unit.

第1図において、1は電流供給用リード線A1電圧検出
用リード線B1、共通リード線B2から成る3線式の測
温抵抗体で、抵抗rl 、 r2およびr3は検出端か
ら変換器までの各々のリード線の等価抵抗である。
In Fig. 1, 1 is a three-wire resistance temperature detector consisting of a current supply lead wire A, a voltage detection lead wire B1, and a common lead wire B2. is the equivalent resistance of each lead wire.

2は定電流源で、リード線A、B2およびバイアス抵抗
Rbを介して測温抵抗体1に図示矢印の如く一定電流i
を供給している。
Reference numeral 2 denotes a constant current source, which supplies a constant current i to the resistance temperature sensor 1 through lead wires A, B2 and bias resistor Rb as shown by the arrow in the figure.
is supplied.

ここに、バイアス抵抗Rbは、定電流源2、演算器3の
基準電位である00M線と共通リード線B2間に接続さ
れている。
Here, the bias resistor Rb is connected between the constant current source 2, the 00M line which is the reference potential of the arithmetic unit 3, and the common lead line B2.

00M線を基準電位として電流供給用リード線Aを介し
て発生した電圧は抵抗R1、コンデンサC1から成る低
域フィルタ回路を介して演算器3の高入力インピーダン
スを有する正相入力端へ加えられ、一方、電圧検出用リ
ード線B1を介して発生した電圧は抵抗R2、コンデン
サC2から成る低域フィルタ回路を介して演算器3の高
入力インピーダンスを有する逆相入力端にそれぞれ加え
られている。
The voltage generated through the current supply lead A with the 00M line as a reference potential is applied to the positive phase input terminal of the arithmetic unit 3 having a high input impedance via a low-pass filter circuit consisting of a resistor R1 and a capacitor C1. On the other hand, the voltage generated via the voltage detection lead wire B1 is applied to the anti-phase input terminal of the arithmetic unit 3 having a high input impedance via a low-pass filter circuit consisting of a resistor R2 and a capacitor C2.

ここに、演算器3は、00M線を基準電位として正相入
力端に加えられる電圧をel、逆相入力端に加えられる
電圧をe2、出力電圧をe。
Here, the arithmetic unit 3 sets the voltage applied to the positive phase input terminal as el, the voltage applied to the negative phase input terminal as e2, and the output voltage as e, using the 00M line as a reference potential.

としたとき、(1)式の如き演算を行う差動増巾器によ
って構成されている。
, it is constituted by a differential amplifier that performs calculations as shown in equation (1).

(1)式において、Gは演算器3の変換利得である。In equation (1), G is the conversion gain of the arithmetic unit 3.

また、ZDは定電流源2の両端に接続されたゼナーダイ
オードで、測温抵抗体1が断線した場合に、定電流源2
の負荷が開放になり演算器3の正相入力端に過大電圧が
印加されるのを防止すると共に定電流源2自身の保護を
行うためのものである。
Further, ZD is a zener diode connected to both ends of the constant current source 2, and when the resistance temperature detector 1 is disconnected, the constant current source 2
This is to prevent an excessive voltage from being applied to the positive phase input terminal of the arithmetic unit 3 due to the load being opened, and to protect the constant current source 2 itself.

ここに、ゼナーダイオードZDのゼナー電圧■Zは、定
常時に測定回路へ影響を写えないよう■7>(rl−+
−Rj +r2+Rb) iに選は゛れる。
Here, the Zener voltage ■Z of the Zener diode ZD is set to ■7>(rl-+
-Rj +r2+Rb) i is selected.

R1は測温抵抗体1の抵抗値である。R1 is the resistance value of the resistance temperature detector 1.

なお、セナーダ、イオード7.I)は、定電流源2、演
算器3の回路構成によっては必ずしも必我とするもので
はない。
In addition, Senada, Iode 7. I) is not necessarily required depending on the circuit configuration of the constant current source 2 and the arithmetic unit 3.

このように構成された第1図の温窒変換器において、測
温抵抗体1の抵抗値Rtは(2)式で示される。
In the temperature-nitriding converter shown in FIG. 1 configured as described above, the resistance value Rt of the temperature-measuring resistor 1 is expressed by equation (2).

ここに、Rlbは測温抵抗体の種類と測定温度範囲の下
限値によって定まる一定バイアス抵抗値、ARlは測温
抵抗体の種類と測定温度範囲によって定まる411]定
温度範囲の下限値からの温度変化に対応した抵抗変化分
である。
Here, Rlb is a constant bias resistance value determined by the type of resistance temperature detector and the lower limit of the measurement temperature range, and ARl is determined by the type of resistance temperature detector and the measurement temperature range.411] Temperature from the lower limit of the constant temperature range This is the resistance change corresponding to the change.

まず、定常状態においてゼナーダイオードZDは遮断状
態にあるから、演算器3の正相入力端に加わる電圧e1
はまた、逆相入力端に加わる電圧e2は ここで、リード線A 、 T31およびB2として同一
線種、同一線径、同一線長のものを用いて、rr 1
”” r 2 ”” r 3とし、(3) 1 (4)
式を(1)式に代入1九は、(5)式において、測温抵
抗体1に含まれる一定バイアス抵抗値R1bとバイアス
抵抗Rbの値を等しくRtb−Rbに選べば(6)式を
得る。
First, since the zener diode ZD is in the cutoff state in the steady state, the voltage e1 applied to the positive phase input terminal of the calculator 3
Also, the voltage e2 applied to the negative phase input terminal is rr
"" r 2 "" r 3, (3) 1 (4)
Substituting the equation into equation (1) 19. In equation (5), if the constant bias resistance value R1b included in the resistance temperature detector 1 and the value of the bias resistance Rb are chosen to be equal to Rtb - Rb, equation (6) can be obtained. obtain.

かくの如く、定常状態においては、演算器3の出力とし
て、(6)式で示される如くリード線の抵抗r、 、
r2およびr3の影響を受けることなく、測温抵抗体の
任意の範囲の抵抗変化ARtを所望の範囲の電気信号に
変換することができる。
As described above, in the steady state, the output of the calculator 3 is the resistance r of the lead wire, as shown in equation (6),
The resistance change ARt in any range of the resistance temperature sensor can be converted into an electrical signal in a desired range without being influenced by r2 and r3.

次に、第1図の温度変換器において、測温抵抗体1の各
種の異常状態における動作について第2図を用いて説明
する。
Next, in the temperature converter shown in FIG. 1, the operation of the resistance temperature detector 1 in various abnormal states will be explained using FIG. 2.

なお、第1図に示した各々のリード線の等価抵抗r1.
r2およびr3の値は回路抵抗IR+ 、R2、Rl)
の値に比較して十分小さい値であり、異常状態における
動作を説明するに当って支障が無いので、第2図におい
てはリード線の抵抗r1〜r3は省略して示した。
Note that the equivalent resistance r1. of each lead wire shown in FIG.
The values of r2 and r3 are the circuit resistance IR+, R2, Rl)
The resistances r1 to r3 of the lead wires are omitted in FIG. 2 because these values are sufficiently small compared to the values of , and there is no problem in explaining the operation in an abnormal state.

ます、測温抵抗体1の電流供給用リード線Aが断線した
場合には、第1図に示した回路は第2図aのように表わ
される。
First, when the current supply lead A of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 1 is represented as shown in FIG. 2a.

このとき、定電流源2からの一定電流iは図示矢印の如
くゼナーダイオードZDのみに流れ、演算器3の正相入
力端の電圧e1はゼナーダイオードZDのゼナー電圧■
7の値と等しくなる。
At this time, the constant current i from the constant current source 2 flows only through the zener diode ZD as shown by the arrow in the figure, and the voltage e1 at the positive phase input terminal of the arithmetic unit 3 is equal to the zener voltage of the zener diode ZD.
It becomes equal to the value of 7.

一方、逆相入力端の電圧e2は零となる。On the other hand, the voltage e2 at the negative phase input terminal becomes zero.

ここに、ゼナー電圧■Zの値は(3)式に示す定常状態
の信号電圧e1に比べて十分大きく選ばれているので、
(1)式から明らかな如く演算器3の出力電圧e。
Here, since the value of the Zener voltage ■Z is selected to be sufficiently large compared to the steady state signal voltage e1 shown in equation (3),
As is clear from equation (1), the output voltage e of the computing unit 3.

はプラス側に振切れる。以下、これをバーンアラI・・
アップスケールという。
swings to the positive side. Below, I will write this as Burnara I...
It's called upscaling.

次に、測温抵抗体1の電圧検出用リード線B1が断線し
た場合には、第1図に示した回路は第2図すのように表
わされる。
Next, when the voltage detection lead wire B1 of the temperature sensing resistor 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 1 is represented as shown in FIG. 2.

このときの定電流源2からの一定電流lは、定常状態と
同様に図示矢印の如く測温抵抗体1、バイアス抵抗Rb
に流れて、演算器3の正相入力端に加わる電圧e1は(
3)式に示した定常状態の正規の電圧である。
At this time, the constant current l from the constant current source 2 flows through the resistance temperature detector 1 and the bias resistor Rb as shown by the arrows in the figure, as in the steady state.
The voltage e1 applied to the positive phase input terminal of the arithmetic unit 3 is (
3) It is the regular voltage in the steady state shown in the equation.

しかし、高入力インピーダンスを有する逆相入力端は開
放状態となり、線路のノイズ等により演算器3の出力e
Qは不定となる。
However, the negative phase input terminal with high input impedance is in an open state, and the output e of the computing unit 3 is caused by line noise etc.
Q becomes indeterminate.

まれ、測温抵抗体1の共通り・−ド線b2が断線した場
合は、第1図に示した回路は第2図Cのように表オ)さ
れる。
In the rare case that the common ground wire b2 of the temperature sensing resistor 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 1 is changed as shown in FIG. 2C.

このとき、定電流源2からの一定電流iは演算器3の人
力インピーダンスが非常に高いため図示矢印の如くゼナ
ーダイオードZDのみに流れ、ゼナー電圧■2を発生す
る。
At this time, the constant current i from the constant current source 2 flows only through the zener diode ZD as shown by the arrow shown in the figure because the human power impedance of the arithmetic unit 3 is very high, and a zener voltage 2 is generated.

このゼナー電圧■Zは、抵抗R1を介して演算器3の正
相入力端と、測温抵抗体1の抵抗Rtと抵抗R2を介し
て演算器3の逆相入力端にそれぞれ加わる。
This Zener voltage ■Z is applied to the positive phase input terminal of the computing unit 3 via the resistor R1, and to the negative phase input terminal of the computing unit 3 via the resistor Rt and resistor R2 of the temperature sensing resistor 1, respectively.

ここに、測温抵抗体1の抵抗値Rtおよび回路抵抗R,
、R2の値に比べて演算器3の正相入力端および逆相入
力端の人力インピーダンスは十分高く選ばれているので
、el = e2 = Vzとなる。
Here, the resistance value Rt of the resistance temperature detector 1 and the circuit resistance R,
, R2, the human power impedances at the positive-phase input terminal and the negative-phase input terminal of the computing unit 3 are selected to be sufficiently high, so that el = e2 = Vz.

したがって、演算器3の出力電圧e。Therefore, the output voltage e of the arithmetic unit 3.

は(1)式よりe。=G(vz −I XVZ )=−
G・Vzとなって、マイナス側に振切れる。
From equation (1), e. =G(vz-IXVZ)=-
G・Vz and swings to the negative side.

以下、これをバーンアウト・ダウンスケールという。Hereinafter, this will be referred to as burnout downscaling.

このように、従来の3線式測温抵抗体を用いた温度変換
器においては、測温抵抗体断線による各種の異常状態に
よってバーンアウトする方向が一定でないので、制(財
)系を安全側に動作させる方向を選択できない欠点があ
った。
In this way, in a temperature converter using a conventional three-wire RTD, the burnout direction is not constant due to various abnormal conditions caused by disconnection of the RTD. The drawback was that it was not possible to select the direction of operation.

本発明の目的は、上記のような従来回路の欠点をなくし
、3線式測温抵抗体断線による各種の異常状態が発生し
た場合でも、たとえば温度変換器の出力を確実にプラス
側に振切らせる動作をするいわゆるバーンアウト・アッ
プスケールになるようにしたバーンアウト回路を簡単な
構成で実現した温度変換器を提供することである。
The purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional circuit as described above, and to ensure that the output of a temperature converter, for example, is switched to the positive side even when various abnormal conditions occur due to disconnection of a 3-wire resistance temperature detector. It is an object of the present invention to provide a temperature converter which realizes a burnout circuit with a simple configuration so as to perform a so-called burnout upscaling operation.

本発明の要点は、演算器の入力と検出リード線との間に
第1の抵抗を接続し、この第1の抵抗の演算器の入力側
と共通リード線との間に一方向性半導体素子を接続し、
第1の抵抗の検出リード線側と共通リード線との間に第
2の抵抗を接続し、測温抵抗体が断線したときに必ずバ
ーンアウト・アップスケールになるようにしたことであ
る。
The gist of the present invention is to connect a first resistor between the input of the computing unit and the detection lead wire, and to connect a unidirectional semiconductor element between the input side of the computing unit of the first resistor and the common lead wire. connect and
A second resistor is connected between the detection lead wire side of the first resistor and the common lead wire, so that burnout and upscaling will always occur when the resistance temperature detector is disconnected.

以下、本発明によるバーンアウト回路を備えた温度変換
器について第3図に示す実施例を用いて詳しく説明する
Hereinafter, a temperature converter equipped with a burnout circuit according to the present invention will be explained in detail using an embodiment shown in FIG.

なお、第3図において第1図と同一部分は同一符号をも
って示す。
Note that in FIG. 3, the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

第3図において、第1図と異なる点は新たに、電圧検出
用リード線B1と抵抗R2との接続点と共通電位00M
間に高インピーダンスの抵抗R3が接続されていること
と、抵抗R2と演算器3の逆相入力端との接続点と、共
通リード線B2間に一方向性の半導体素子、たとえばダ
イオードDが図示極性で接続されていることだけであり
、あとは第1図の回路構成とまったく同一である。
In Fig. 3, the difference from Fig. 1 is that the connection point between the voltage detection lead wire B1 and the resistor R2 and the common potential 00M
A high-impedance resistor R3 is connected between them, and a unidirectional semiconductor element, such as a diode D, is shown between the connection point between the resistor R2 and the negative phase input terminal of the arithmetic unit 3, and the common lead wire B2. The only difference is that they are connected by polarity, and the rest is exactly the same as the circuit configuration shown in Figure 1.

ここに、抵抗R3の値はRs> (r2 + rs +
Rb) 、(R2+Rb)に選ばれる。
Here, the value of resistor R3 is Rs> (r2 + rs +
Rb), (R2+Rb).

また、ダイオードDの順方向降伏電圧VI)はVD>r
3・iに選ばれる。
Also, the forward breakdown voltage VI) of diode D is VD>r
3. Selected as i.

したがって、定常状態においてはダイオードDが遮断状
態であり、また抵抗R3の値も高インピーダンスである
から、ダイオードDおよび抵抗R3を回路から取外した
状態と同様であり測定回路には影響を与えない。
Therefore, in the steady state, the diode D is in the cutoff state and the value of the resistor R3 is also high impedance, so it is the same as the state in which the diode D and the resistor R3 are removed from the circuit, and the measurement circuit is not affected.

すなわち第1図の実施例と同様に定電流源2からの一定
電流iは図示矢印の如< rl→Rt−+r3→Rbに
流れて、その動作、作用も第1図の実施例で詳しく述べ
たことと同一である。
That is, as in the embodiment shown in FIG. 1, the constant current i from the constant current source 2 flows as shown by the arrow in the direction <rl→Rt-+r3→Rb, and its operation and effect will be described in detail in the embodiment shown in FIG. It is the same as that.

すなわち、定常状態においては演算器3の出力e。That is, in a steady state, the output e of the computing unit 3.

は(6)式で与えられ、正確に測定変換が行われる。is given by equation (6), and measurement conversion is performed accurately.

次に、第3図において、測温抵抗体の各種の異常状態に
おける動作について、第4図を用いて説明する。
Next, referring to FIG. 3, the operation of the resistance temperature detector in various abnormal states will be explained using FIG. 4.

ここに、第3図に示した各々のリード線の等価抵抗r1
〜r3の値は、回路抵抗R7〜R3゜Rbの値に比較し
て非常に小さい値であり、異常状態における動作を説明
するに当って支障が無いので、第4図においてはリード
線の抵抗r1〜r3は省略して示しである。
Here, the equivalent resistance r1 of each lead wire shown in FIG.
The value of ~r3 is a very small value compared to the value of the circuit resistance R7~R3°Rb, and there is no problem in explaining the operation in an abnormal state. Therefore, in Fig. 4, the resistance of the lead wire is r1 to r3 are omitted.

なお、演算器3の出力e。Note that the output e of the arithmetic unit 3.

を確実にバーンアウト・アップスケールにする条件は、
(1)式および(6)式の関係から明らかなように(7
)式で示される。
The conditions for ensuring burnout and upscaling are:
As is clear from the relationship between equations (1) and (6), (7
) is shown by the formula.

ここに、JRtsは測定温度範囲の下限値から上限値ま
での温度変化スパンに対応した測温抵抗体1の抵抗値変
化スパンである。
Here, JRts is the resistance value change span of the resistance temperature detector 1 corresponding to the temperature change span from the lower limit value to the upper limit value of the measurement temperature range.

まず、測温抵抗体1の電流供給用リード線Aが断線した
場合には、第3図に示した回路は第4図aのように表わ
される。
First, when the current supply lead A of the temperature sensing resistor 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is represented as shown in FIG. 4a.

このとき、演算器3の正相入力端は高入力インピーダン
スであるから、定電流源2からの一定電流iは図示矢印
の如く、ゼナーダイオードZDのみに流れる。
At this time, since the positive phase input terminal of the arithmetic unit 3 has a high input impedance, the constant current i from the constant current source 2 flows only through the zener diode ZD as shown by the arrow in the figure.

このため、ゼナーダイオードZDのゼナー電圧Vzが演
算器3の正相入力端に加わる。
Therefore, the Zener voltage Vz of the Zener diode ZD is applied to the positive phase input terminal of the arithmetic unit 3.

一方、定常時に演算器3の逆相入力端に印加されていた
(4)式で示される電圧は、コンデンサC2にも充電さ
れているが、リード線Aの断線と同時に低抵抗のR2お
よびRbを介して瞬時に放電し、電圧e2は零となる。
On the other hand, the voltage expressed by equation (4) that was applied to the negative phase input terminal of the arithmetic unit 3 during steady state is also charged in the capacitor C2, but at the same time as the lead wire A is disconnected, the low resistance R2 and Rb , and the voltage e2 becomes zero.

したがって、第2図aの場合と同様、演算器3の出力電
圧は瞬時にバーンアウト・アップスケールとなる。
Therefore, as in the case of FIG. 2a, the output voltage of the arithmetic unit 3 instantaneously becomes burnout and upscale.

次に、測温抵抗体1の電圧検出用リード線B1が断線し
た場合には、第3図に示した回路は第4図すのように表
わされる。
Next, when the voltage detection lead wire B1 of the temperature sensing resistor 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is represented as shown in FIG. 4.

このときの定電流源2からの一定電流lは、定常時のと
きと同様に図示矢印の如く測隠抵抗体1の抵抗Rt s
バイアス抵抗Rbに流れて、演算器3の正相入力端に加
わる電圧e1は(3)式で示される定常時の正規の電圧
と同じである。
At this time, the constant current l from the constant current source 2 is equal to the resistance Rt s of the hidden resistor 1, as shown by the arrow in the figure, as in the steady state.
The voltage e1 flowing through the bias resistor Rb and applied to the positive-phase input terminal of the arithmetic unit 3 is the same as the normal voltage in the steady state shown by equation (3).

一方、定常時1こ演算器3の逆相入力端に印加されてい
た(4)式で表わされる電圧e2はコンデンサC2にも
充電されており、リード線B1の断線の時点より抵抗R
2およびR3を介して放電を開始し、最終的にe2の電
圧は零となる。
On the other hand, the voltage e2 expressed by equation (4), which was applied to the negative phase input terminal of the calculator 3 during steady state, is also charged in the capacitor C2, and from the time of the disconnection of the lead wire B1, the resistor R
2 and R3, and finally the voltage of e2 becomes zero.

なお、抵抗R3の値は抵抗R2の値に比べて非常に大き
く選ばれているから放電時定数は殆ど逆相入力端の入力
インピーダンスである。
Note that since the value of the resistor R3 is selected to be much larger than the value of the resistor R2, the discharge time constant is almost equal to the input impedance of the negative phase input terminal.

したがって、演算器3の出力e。Therefore, the output e of the arithmetic unit 3.

は(1)式から明らかなようにe2の減少に伴って徐々
に増加し、ついにはプラス側に振切れバーンアウト・ア
ップスケールとなる。
As is clear from equation (1), as e2 decreases, it gradually increases, and eventually swings out to the positive side, resulting in burnout upscaling.

バーンアウト・アップスケールになる電圧e2の値は(
7)式より のときである。
The value of voltage e2 that causes burnout upscaling is (
7) From Eq.

バーンアウト動作の最悪条件となる入力最小値(測定範
囲の下限値)の場合のelの値は、(3)式において、
JR4=0のときであるから、リード線の等価抵抗r1
. r3を無視すれは、el==(R1b+Rb)iと
なる。
In equation (3), the value of el in the case of the minimum input value (lower limit value of the measurement range), which is the worst condition for burnout operation, is
Since JR4=0, the equivalent resistance of the lead wire r1
.. If r3 is ignored, el==(R1b+Rb)i.

ここに、RlbとRbは等しく選ばれているから結局e
1=2Rtb−iとなる。
Here, since Rlb and Rb are chosen equally, e
1=2Rtb-i.

これを(8)式に代入して、となる。Substituting this into equation (8) yields.

すなわち、(9)式から明らかなように、R18 e2の電圧が(Rt b −下1) iの値より小さく
なった時点で演算器3の出力がバーンアウト・アップス
ケールとなる。
That is, as is clear from equation (9), the output of the arithmetic unit 3 becomes burnout/upscale when the voltage of R18 e2 becomes smaller than the value of (Rt b - lower 1) i.

なお、(9)式を満足させるためには、Rtb>JR(
8/2である必要がある。
In addition, in order to satisfy formula (9), Rtb>JR(
Must be 8/2.

これは通常の温度測定範囲においては、殆ど支障のない
条件である。
This is a condition that causes almost no problem in the normal temperature measurement range.

なお、R1b≦ARt8/2の条件の場合や、出力を速
やかにバーンアウト・アップスケールにさせたい場合に
は、第4図すの点線図示で示す如き極性で抵抗R3と直
列に電圧値(−Vb)なる電圧源4を接続すれば、リー
ド線B1断の時点より電(R3〉R2のためR2は無視
)の時定数で充電され、最終的に演算器3の逆相入力端
に加わる電圧e2は(1)式から明らかな如く極性の反
転された2倍の正の電圧となって電圧e1に加算される
In addition, in the case of the condition of R1b≦ARt8/2, or when it is desired to quickly burnout or upscale the output, the voltage value (- If a voltage source 4 of Vb) is connected, the voltage will be charged with a time constant of (R3>R2, so R2 is ignored) from the time the lead wire B1 is disconnected, and the voltage will eventually be applied to the negative phase input terminal of the calculator 3. As is clear from equation (1), e2 becomes a twice as positive voltage whose polarity is inverted and is added to voltage e1.

このため、演算器3の出力e。Therefore, the output e of the arithmetic unit 3.

は強制的に速やかにプラス側に振切れバーンアウト・ア
ップスケールとなる。
is forced to quickly swing to the positive side, resulting in burnout and upscaling.

ここで注意を要することは、電圧源4を接続することに
よって、定常時に一■b/R3の電流がr2→B1→B
2→r3→Rbに流れて測定誤差を生じないように、−
■b/R3(iなるように電圧(−Vb)、抵抗R3の
値を選定する必要がある。
What needs to be noted here is that by connecting the voltage source 4, the current of 1 b/R3 in steady state is r2→B1→B
In order to prevent measurement errors from flowing from 2 to r3 to Rb, -
(2) It is necessary to select the voltage (-Vb) and the value of the resistor R3 so that b/R3(i).

この条件は決して困難な条件ではない。たとえば、R3
=560にΩ、Vb=−IV、i=2mAとすれば、上
記の条件を十分満足すると共に、確実なバーンアウト・
アップスケールを達成させることができる。
This condition is by no means difficult. For example, R3
= 560Ω, Vb = -IV, and i = 2mA, the above conditions are fully satisfied and burnout is ensured.
Upscaling can be achieved.

最後に、測温抵抗体1の共通リード線B2が断線した場
合は、第3図に示した回路は第4図Cのように表わされ
る。
Finally, if the common lead wire B2 of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is represented as shown in FIG. 4C.

測温抵抗体1の抵抗R1および抵抗(R2+Rb)の値
に比べて演算器3の入力インピーダンスおよび抵抗R3
の値が非常に高く選ばれているので、この場合は定電流
源2からの一定電流iは図示矢印の如く、R1−+R2
→D→Rbと流れる。
The input impedance of the calculator 3 and the resistance R3 are compared to the values of the resistance R1 and the resistance (R2+Rb) of the resistance temperature detector 1.
Since the value of is selected to be very high, in this case, the constant current i from the constant current source 2 is R1-+R2 as shown by the arrow.
It flows as →D→Rb.

したがって、演算器3の正相入力端に加わる電圧e1は
、el=(R1+R2+Rb)i+VI)となる。
Therefore, the voltage e1 applied to the positive phase input terminal of the arithmetic unit 3 is el=(R1+R2+Rb)i+VI).

ここに、Rt=Rib+JRt 、 Rtb−九である
から、上式は(10)式で表わされる。
Here, since Rt=Rib+JRt and Rtb-9, the above equation can be expressed as equation (10).

ここに、α0)式のelの値よりもゼナーダイオードZ
Dのゼナー電圧Vzの値は大きく選ばれ、ゼナーダイオ
ードは遮断状態である。
Here, the zener diode Z
The value of the zener voltage Vz of D is chosen large and the zener diode is in the cut-off state.

また、演算器3の逆相入力端に加わる電圧e2は01)
式で写えられる。
Also, the voltage e2 applied to the negative phase input terminal of the arithmetic unit 3 is 01)
It can be photographed in the ceremony.

ここで、演算器3の出力をバーンアウト・アップスケー
ルにする条件は、QO)、(10式を(7)式に代入す
ることにより求められる。
Here, the conditions for burning out and upscaling the output of the arithmetic unit 3 can be found by substituting the equation (10) into the equation (7).

すなわち、(JRt+R2) IV D> J R(s
・iのときである。
That is, (JRt+R2) IV D> J R(s
・When i.

上式において、バーンアウト・アップスケールの最悪条
件は、入力が最小値(測定範囲の下限値)の場合、すな
わち1.(R,=0のときであるから、結局、02)式
の如くなる。
In the above equation, the worst condition for burnout upscaling is when the input is the minimum value (lower limit value of the measurement range), that is, 1. Since (R,=0), the equation 02 is finally obtained.

したがって、演算器3の出力e。Therefore, the output e of the arithmetic unit 3.

を確実にバーンアウト・アップスケールにするには(1
2)式を満足するような抵抗R2の値を選定すればよい
To ensure burnout upscaling (1
2) A value for the resistor R2 that satisfies the equation may be selected.

(12)式において、ARt8は数10Ω〜数100Ω
であり、VDはダイオードDの順方向降伏電圧であるか
ら約0.6Vである。
In equation (12), ARt8 is several 10Ω to several 100Ω
Since VD is the forward breakdown voltage of diode D, it is approximately 0.6V.

したがって、たとえばi=2mAとすれば抵抗R2の値
を1にΩ前後に選定することによって、演算器3の出力
e。
Therefore, for example, if i = 2 mA, by selecting the value of the resistor R2 to be around 1Ω, the output e of the calculator 3.

を確実に瞬時にバーンアウト・アップスケールにするこ
とができる。
You can reliably burnout and upscale instantly.

第3図の実施例のバーンアウト回路では、ゼナーダイオ
ードZI)がある場合について説明したが、これは前述
の如く必ずしも必要とするものではない。
In the burnout circuit of the embodiment shown in FIG. 3, a case has been described in which a zener diode (ZI) is provided, but as described above, this is not necessarily required.

ゼナーダイオードZDが無い場合に電流供給用リード線
Aが断線した場合は第4図aにおいて、演算器3の入力
インピーダンスが非常に高いため定電流源2の負荷が実
質的に開放と等価になり定電流iは流れない。
If the current supply lead A is disconnected when there is no Zener diode ZD, as shown in Figure 4a, the input impedance of the arithmetic unit 3 is very high, so the load on the constant current source 2 is substantially equivalent to an open circuit. Therefore, constant current i does not flow.

このため、図示しない定電流源2駆動用電源電圧が定電
流源2の両端に現われ演算器3の正相入力端に加わわり
、出力はやはりバーンアウト・アップスケールとなる。
For this reason, a power supply voltage for driving the constant current source 2 (not shown) appears at both ends of the constant current source 2 and is applied to the positive phase input terminal of the arithmetic unit 3, resulting in burnout and upscaling of the output.

リード線B1.B2断線時のバーンアウト動作は第4図
す。
Lead wire B1. Figure 4 shows the burnout operation when B2 is disconnected.

Cでも明らかな如く、ゼナーダイオードZDの有無には
関係しない。
As is clear from C, it is not related to the presence or absence of the zener diode ZD.

また、第3図では測温抵抗体1に一定のバイアス抵抗外
Rtbを有し、このバイアス抵抗外を差引くために測定
回路にバイアス抵抗Rbを設けた場合について説明した
が、このバイアス抵抗Rbは本発明のバーンアウト回路
の動作には必ずしも必要とするものではない。
Furthermore, in FIG. 3, a case has been described in which the resistance temperature detector 1 has a constant bias resistance Rtb, and the measurement circuit is provided with a bias resistance Rb in order to subtract this bias resistance. is not necessarily required for the operation of the burnout circuit of the present invention.

測温抵抗体1に一定のバイアス抵抗を含まない場合(R
tb=O)は必然的にバイアス抵抗Rbも不要(Rb=
O)である。
When resistance temperature detector 1 does not include a certain bias resistance (R
tb=O) necessarily requires no bias resistor Rb (Rb=
O).

この場合も本発明のバーンアウト動作は何ら拘束される
ものではない。
In this case as well, the burnout operation of the present invention is not restricted in any way.

たたし、電圧検出用リード線B1が断線した場合にバー
ンアウト・アップスケールにする(9)式の条件は満足
できなくなるので、アップスケールにするためには必ず
抵抗R3と直列に電圧源4を接続する必要がある。
However, if the voltage detection lead wire B1 is disconnected, the condition of equation (9) for burnout and upscaling will not be satisfied, so in order to perform upscaling, be sure to connect the voltage source 4 in series with the resistor R3. need to be connected.

(第4図す参照) また、第3図では演算器3の極性として、電圧e1側を
正相入力端(ト)、 e2側を逆相入力端(→として説
明したが、図示とまったく逆極性の場合も適用できるも
のである。
(Refer to Figure 4.) Also, in Figure 3, the polarity of the arithmetic unit 3 is explained as the positive phase input terminal (G) on the voltage e1 side and the negative phase input terminal (→) on the e2 side, but it is completely opposite to that shown in the figure. This can also be applied to polar cases.

この場合の演算器3の出力e□は、eo−G(2e2−
el)で表わされ、(1)式と逆極性となる。
In this case, the output e□ of the arithmetic unit 3 is eo−G(2e2−
el), which has the opposite polarity to equation (1).

このため、測温抵抗体の抵抗入力JRiが増加すれば出
力e。
Therefore, if the resistance input JRi of the resistance temperature sensor increases, the output e.

はマイナス側に増加する。increases on the negative side.

同様に、測温抵抗体1の断線による各種異常状態のとき
のバーンアウト動作もすべて出力はマイナス側に振切れ
るが、入力JRtが増加したときの出力の方向と一致す
るので、やはりバーンアウト・アップスケールである。
Similarly, in all burnout operations during various abnormal conditions due to disconnection of the resistance temperature detector 1, the output swings to the negative side, but since the output direction matches the direction when the input JRt increases, the burnout operation still occurs. It's upscale.

また、第3図では定電流源2の極性としてマイナス側を
基準電位C!OM、に接続したが、図示とまったく逆極
性の場合も適用できるものである。
In addition, in FIG. 3, the polarity of the constant current source 2 is set to the negative side as the reference potential C! OM, but it can also be applied to cases where the polarity is completely opposite to that shown.

このときは、ダイオードD1ゼナーダイオードZDおよ
び電圧源4(第4図す参照)の極性をすべて図示と逆接
続にすればよい。
At this time, the polarities of the diode D1, the zener diode ZD, and the voltage source 4 (see FIG. 4) may all be reversely connected to those shown in the drawing.

また、第3図の実施例では電圧源4の一方を基準電位0
0Mに接続した例を示した(第4図す参照)が、リード
線B2とバイアス抵抗Rbの交点に接続するようにして
もよい。
In the embodiment shown in FIG. 3, one side of the voltage source 4 is connected to the reference potential 0.
Although an example in which the lead wire B2 is connected to 0M is shown (see FIG. 4), it may be connected to the intersection of the lead wire B2 and the bias resistor Rb.

ただ、基準電位00M側に接続した方が図示しない演算
器3駆動用の電源と電圧源4とを共用できるので便利で
ある。
However, it is more convenient to connect to the reference potential 00M side because the voltage source 4 can be shared with the power source for driving the arithmetic unit 3 (not shown).

なお、第1図、第3図の実施例では、便宜上測温抵抗体
1の共通リード線B2側を演算器3の基準電位に定め、
演算器3としては差動増巾器で構成した場合について、
本発明によるバーンアウト回路の動作及びその作用を説
明してきたが、それに限るものではない。
In the embodiments shown in FIGS. 1 and 3, for convenience, the common lead wire B2 side of the resistance temperature detector 1 is set as the reference potential of the arithmetic unit 3.
Regarding the case where the arithmetic unit 3 is configured with a differential amplifier,
Although the operation of the burnout circuit according to the present invention and its effects have been described, it is not limited thereto.

たとえば、測温抵抗体1の電圧検出用リード線B1側(
第1図、第3図の実施例では電圧e2が印加される逆相
入力端)を演算器3の基準電位とした場合にも、本発明
によるバーンアウト回路は、その要旨を逸脱しない範囲
で適用できるものである。
For example, the voltage detection lead wire B1 side of the resistance temperature detector 1 (
Even when the reference potential of the arithmetic unit 3 is set to the negative phase input terminal (to which the voltage e2 is applied in the embodiments of FIGS. 1 and 3), the burnout circuit according to the present invention can be applied without departing from the gist thereof. It is applicable.

たたし、この場合には、第3図のリード線B2とバイア
ス抵抗Rbを介して発生した電圧が印加される入力端の
電圧をe2とし、その他は第3図の実施例と同様とした
とき、演算器3としてe。
However, in this case, the voltage at the input terminal to which the voltage generated via the lead wire B2 and bias resistor Rb in FIG. When, as the computing unit 3, e.

−Gl el + e21なる2つの入力端からの変換
利得Gが共に等しい加算演算器で構成すればよい。
-Gl el + e21, which has the same conversion gain G from the two input terminals.

かくの如く、本発明によるバーンアウト回路によれば、
測温抵抗体断線による各種の異常状態が発生したとき、
出力を常にバーンアウト・アップスケールにすることが
できるので、制御系を安全側に動作させることができる
As described above, according to the burnout circuit according to the present invention,
When various abnormal conditions occur due to disconnection of the resistance temperature detector,
Since the output can always be burnout/upscaled, the control system can be operated safely.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の測温抵抗体式温度変換器の一実施例、第
2図は第1図に示す回路の異常時における等価接続図、
第3図は本発明に係るバーンアウト回路を備えた測温抵
抗体式温度変換器の一実施例、第4図は第3図に示す回
路の異常時における等価接続図である。 1・・・・・・測温抵抗体、2・・・・・・定電流源、
3・・・・・・演算器、A、B1 、B2・・・・・・
リード線、R2r・・・・・・抵抗、C・・・・・・コ
ンデンサ、ZD・・・・・・ゼナーダイオード、D・・
・・・・ダイオード。
Fig. 1 shows an example of a conventional resistance thermometer type temperature converter, Fig. 2 is an equivalent connection diagram of the circuit shown in Fig. 1 in the event of an abnormality,
FIG. 3 is an embodiment of a resistance temperature detector type temperature converter equipped with a burnout circuit according to the present invention, and FIG. 4 is an equivalent connection diagram of the circuit shown in FIG. 3 in the event of an abnormality. 1... Resistance temperature sensor, 2... Constant current source,
3... Arithmetic unit, A, B1, B2...
Lead wire, R2r... Resistor, C... Capacitor, ZD... Zener diode, D...
····diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一端に供給リード線と他端に分岐した検出リード線
と共通リード線を有する測温抵抗体と、前記供給リード
線と共通リード線を介して前記測温抵抗体に定電流を流
す定電流源と、前記共通IJ−ド線を基準電位にして前
記供給リード線および検出リード線を介して発生した電
圧を人力として前記測温抵抗体の抵抗値変化より温度に
対応した出力信号を発生する演算器とを備えた温度変換
器において、前記演算器の入力と前記検出リード線との
間に第1の抵抗を接続し、この第1の抵抗の前記演算器
の入力側と前記共通リード線との間に一方向性半導体素
子を接続し、前記第1の抵抗の前記検出リード線側と前
記共通リード線との間に第2の抵抗を接続したことを特
徴とする温度変換器。
1. A resistance temperature detector having a supply lead wire at one end, a branched detection lead wire and a common lead wire at the other end, and a constant current that flows through the resistance temperature detector through the supply lead wire and the common lead wire. With the source and the common IJ wire at a reference potential, the voltage generated via the supply lead wire and the detection lead wire is manually applied to generate an output signal corresponding to the temperature from a change in the resistance value of the temperature measuring resistor. A temperature converter comprising a computing unit, wherein a first resistor is connected between the input of the computing unit and the detection lead wire, and the first resistor is connected to the input side of the computing unit and the common lead wire. A temperature converter, characterized in that a unidirectional semiconductor element is connected between the first resistor and the common lead wire, and a second resistor is connected between the detection lead wire side of the first resistor and the common lead wire.
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