JPS58766A - 断線検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多点熱電対のｌＴ＃検出回路に関し、特に多点
熱電対出力相互間を絶縁するために従来必要とされてい
た高価な直流電源装置を用いることなしに、しかも各検
出回路の絶縁が十分高く保てるように構成したものであ
る。

この種の熱電対断線検出回路の従来例としては第１図の
ような回路が知られている。ここでＴＣＩ〜’ｒＣｎは
熱電対、ＦＬＩＮＦＬｎはノイズを除去するためのフィ
ルタ、ｐｓは熱電対ＴＣＩ〜ＴＣｎの断線を検知するた
めに該熱電対ＴＣＩ−ＴＣｎへ電流を供給するための直
流電源装置である。熱電対ＴＣＩ　−ＴＣ。

の両端に対しては、直流電源装置ｉｔ　Ｐ８からそれぞ
れ電圧ｖＯ１ｘＶＯｒ＋が、それぞれ保―抵抗Ｒ１−Ｒ
ｎを直列に有するリード線により、印加されている。第
１図において、一点ａｍの左側は熱電対を装着した装置
のある現場側を示し、一点鎖線の右側は熱電対の出力信
号を受は取り検出する装置側を示す。

熱電対は多数しかも異なる場所（現場側）に設置されて
いるので、各熱電対への電源入力回路は相互に影響を与
えｒｌいようにすることが１俊であり、この丸め検出装
置側では入力縁間相互がｅ縁されていることが必要であ
る。したがって第１図示の出力電圧ＶＯＩ〜ＶＯｎのそ
れぞれの端子およびこの端子に接続されている電線間が
絶縁されている必要があり、また、それらの電線は相当
長いので、高絶縁に保つには極めて高価なものになる欠
点がある。また、直流電源出力の入力側熱電対の１点が
故障した場合でも、この修理のためには、直流電源装置
Ｐ８を取り外す必要があるので、他の熱電対の入力全点
についても断線検出が不可能となるという欠点もあるっ 本発明は、上述の欠点を除去し、安価で保守性のよい断
縁検出回路を提供することを目的とすム本発明は、熱電
対の両端と該熱電対からの信号の入力装置とを接続する
２本の電線間に、電池と第１の抵抗とを直列に接続した
回路を接続し、前記回路と並列に第２の抵抗を接続し、
前記熱電対の平常作動時と断線時とにおいてそれぞれ前
記電線間に生ずる信号の差を前記信号入力装置により検
知するようにしたことを特徴とするものであも以下、図
面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明断線検出回路の一実施例を示し、ここで
第１図と同様の部分には同一の符号を用いる。図におい
てＬ〜Ｂｎは電池、ａｌｌ’−ｙＲｌ、および−１〜ａ
ｔｆｌは抵抗を示している。熱電対ＴＣ１〜ＴＣｎにつ
いてはすべて同一の回路構成であるので、以下の説明に
おいては熱電対ＴＣｎに関してのみ述べる。現場に設置
された熱電対Ｔｅｎの両端は２本の電線によ抄装置側の
フィルタＦＬｎに接続されている。この電線間には、そ
れぞれ電池ｇｎと抵抗Ｒ１ｎが直列に接続されている。

この抵抗旧ｎの値は、現場側の端子から熱電対ＴＣｎ　
９１１１を見た抵抗ｒ（−「熱電対Ｔｅａの内部抵抗」
＋「ケーブルの内部抵抗」）に対し充分高いものとする
。また、上記の抵抗Ｒ１ｎおよび電池Ｉ！ｎの直列回路
と並列に、抵抗Ｒｓｎが接続されている。抵抗Ｒ１１ａ
の値は、電池Ｅｎの出力電圧をｖ５、熱電対ＴＣ＋ｓの
正常時の起電力をＶ、とすれば、 Ｖ、　Ｘ　Ｒｓｎ／（Ｒ１＋　＋　Ｒｓｎ　）−「Ｖ、
の上限値」＋＃（１） （ただし１．ＣはＶＢ　＋　ＶＢに対し充分小さい値と
す。）を満足するようにする。第２図の鎖線の左側と右
側の回路を切離して考えてみれば、式（１）は、抵抗ａ
ｌｌ１１の両端に現われる電圧がＶ、より僅かばかり大
きいことを示し、従って電池Ｂｎによって熱電対ＴＣｎ
に流れる電流は僅少で、フィルタＦＬｎ以降の回路に影
響を与えることが少いことがわかる。抵抗Ｒａｎの値は
、 ８口）ｒ（ｚ） のように選定するものとする。

第２図示の回路と、第１図示の図ｉｂ回路の差は、第２
図示の回路には直流電源装置Ｐ８が無く、かつ、電池Ｂ
ｎと抵抗Ｒａｎが導線間に追加接続された点である。

以下、第２図示の回路の動作を説明する。

正常時、すなわち熱電対ＴＣｎが断線していない場合に
は、フィルタＦＬｎ　Ｋ印加される電圧ＶＦはで与えら
れるが、抵抗Ｒ１ｎおよびＲ４ｎの値は抵抗値ｔに比べ
て充分大きな値であるので、式（８）はＶ、→Ｖ、　　
　　　　　　　　　　　（４）となり、正常時にフィル
タＦＬｎに印加される電圧Ｖ、は熱電対正常時の起電力
Ｖ、と許容誤差範囲において相等しい。

一方、熱雷対ＴＣｎが断線した場合には「−一であるの
でフィルタＰＬ’ａに印加される電圧Ｖ、／は、式（３
）においてｒのある項以外の項すなわちＶ、およびｌを
無視できるので、 Ｖ、−Ｖ、”Ｒ１ｎ／（Ｒ１ｒ＋＋Ｒ１ａ）　　　　　
　　　（５）で与えられる。このｖＦ′の値は、Ｒｌｎ
の選択により、熱電対起電力Ｖ、の正常時の上限より少
し高くなるので、増幅器ＡＭＰ以降で熱電対の断線を検
出することが可能となる。なお、式（５）の左辺は式（
１）の右辺と同じである。式（１）の説明で述べたこと
を考シすれば、式（５）は、式（８）から求めなくとも
、直接第２図の回路より容易に導出することができる。

次に設計の一例を示す。

第２図において、熱電対Ｔｅｌが銅コンスタンタンのＣ
Ｃ熱電対であり、その内部抵抗をｌΩとし、熱電対ＴＣ
Ｉから装置側までの距離が一００ｆｆ１で、そのコ００
ｒｎの間をＣＣ熱電対用補償導線で接続する。

電池Ｅｌには水銀電池を使用し、その起電力ｖ８をｔ、
ｓｓｖとする。また、熱電対ＴＣＩの正常時の起電力Ｖ
、の上限値はコＯｍＶ、フィルタＦＬＩ以降に印加され
る電圧が！ＯｍＶ以下であれば装置は正常に制作するも
のとすれば、 ｒ−「ＴＣＩの内部抵抗」＋「補償導線の抵抗」−１Ω
＋〇、１１Ω／ｍＸｓＯＯｍ −１０１Ω であり、 Ｒ１１−１，０魁＋　Ｒｓｌ　−８０ｋΩを選択すれば
、熱電対の正常時における電池Ｂ１の影響による熱電対
起電力Ｖ、　（例として／ｆ７ｍＶとする）の測定に対
する誤差率（＠は、式（５）を参照して、二Ｌ−！−ｘ
　ｌｏ。

■８ 一リＶ、　＋Ｖ１２／Ｊｌ）／”４９２“／Ｒ１１＋１
））−１×１００Ｖ。

←０．９５ すなわちｌチ以下になる。

熱電対断線時は 糧−Ｖ、−Ｒｔ／Ｒ１１＋−１１ →８９，８ｍＶ なる電圧がフィルタＦＬＩ以降に印加される。前述の如
く装置側におけるｖ’の許容範囲はｔ　ＯｍＶ　（Ｖ、
’　（６０ｍＶ であるから、本設計例においては上式が満足され、フィ
ルタＰＬＩ以呻の回路は正常に動作し、熱電対の断線を
検出することができる。なお、本設計例においては、フ
ィルタＦＬＩの入力抵抗はＲａｎに対し十分高くとっで
あるので、計算では省略している。

第３図は第２図示の実施例において電池Ｅ１の極性を逆
にした実施例の結線図を示す。この場合においては、熱
電対ＴＣＩが断線したときは、熱雷対ＴＣＩの起電力Ｖ
、の正常時における下限値より低い電圧を検知して、熱
電対の断線を知ることとなる。

以上述べたところより、本発明断線検出回路によれば、
各熱電対温度測定回路に電池と抵抗とを挿入することに
より、従来用いた断線検知の直流電源を必要とせず、し
かも直流電源の電源出力端子に接続される電線の絶縁性
を高くする必要性もなくなるので、断線検出回路が低コ
ストで形成され、また、１個所の熱電対の断線によるト
ラブルの対策のために他の熱電対の使用不能を来すよう
なことがないという効果がある。従って、本発明断線検
出回路は、情報処理装置および制御装置等、温度測定箇
所が多数、かつ、広汎にわたっている現場に使用する場
合において、きわめて有効である０

【図面の簡単な説明】 第１図は熱電対断線検出回路の従来例の回路図、第２図
は本発明断線検出回路のｌ実施例の回路図、第３図は本
発明断線検出回路の他の実施例の回路図である。 ＴＣｌ−ＴＣｎ　−熱電対、　ＲＩＡ−／Ｒｎ、　ＦＬ
ＩＩ〜Ｒ１ｏ＋　ＲＺ１〜ＲＩｎ・・・抵抗、ＦＬＩ〜
ＦＬｎ・・・フィルタ、ＭＰＸ・・・マルチプレクサ、 Ｐ８・・・直流電源装置、Ｅ１〜Ｙｎ・・・電池。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱電対の両端と該熱電対からの信号の入力装置とを接続
   する一本の電線間に、電池と第１の抵抗とを直列にｌＩ
   Ｉ絖した回路をＭ！絖し、前記回路と並列に第２の抵抗
   を接続し、前記熱電対の平常作動時と断線時とにおいて
   それぞれ前記電線間に生ずる信号の差を前記１％入力装
   置により検知するようにしたことを特徴とするｌ？線検
   出回路。