JPS597228A - 温度監視装置 - 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】 抵抗温度装置（ＲＴＤ）を用いるデータ収集装置に関す
る。

現在、１′、業プロセス監視のための技術には点のうち
のいくつかに抵抗温度検知器（ＲＴＤ）が含まれる場合
、ＲＴＤブリッジのＩ＋ＩＪ右の非線形性により、特に
低い精度及びブリフシ較正後に起こるドリフトの問題か
あるため、かかるブリンジ之デ゛−タ収集装置に組み込
むことが難しい。

本発明によると、ＲＴＤブリンジによる高精度の温度測
定が可能になり、ＲＴＤブリッジを高分解能データ収集
装置と共に用いることができるようになる。

本発明はまた、新しいＲＴＤブリ、ジを任、ａ、の測定
チャンネルに結合してテータ収１装置により安定したｔ
ト確なデータ処理ができ、ハードウェアへ課される条件
が過酷でなく低いコストで昇路に正確な測定が行なえる
改良された方法を提供する。

本発明の更に別の目的は、個々のＡｌ１１定点において
高分解能データ収集装置ａと共にＲＴＤフリンジを用い
るのを容易にし、　Ａ（１１定チヤンネル背後における
４（１１定の品質がそれぞれのにすることである。

において用いられるマイクロプロセッサを利用する。

アナログ測定点における基準イ１自と測定値の間の比と
してのみ関わり合う基べ１１電圧の関数として、データ
収集装置による測定のレンジ及び分解能を決定するある
＃〜定の定数をマイクロプロセンサで４算することが知
られている。また、ＲＴＤブリッジは見々非線形であり
、　・定の測定スケール内においてかがる非線形性を補
償するためには補止が必要であることも知られている。

特に、　２次の多項式を用いてかかる非線形性を線形の
関数に変換することが提案されている。例えば、１９８
１’Ｉ−＋　Ｕ　行１３号４のテクニシェスφメ、セン
４８　（Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｓ　　　Ｍｅｓｓｅｎ）
の第１２７〜１３０項に掲載されたダブリュ・カリウス
（Ｗ、Ｃａｒｉｕｓ）著ＩＩ　Ｐｔ−１００−抵抗温度
計の線形化を施した多ナヤンネル温瓜測定装置′°を参
照されたい。

未発１す１の・実施例によれば、持重の抵抗温度（ＲＴ
Ｄ）を含むあるブリ、ジに対するデータ収集装置６のレ
スポンスを確かめる方法は、データ収集装置と基べ１；
電圧源アース間に設けた基準電ハ：分圧器とで測′）ｊ
！のフルスケールレンジを確）’／：　Ｌ　、前記デー
タ収集装めと前記基臂゛屯圧源・アース間の前記ＲＴＤ
装置をＭｌみ込んた高精度分圧器とにより−１，述のス
テップにより確−１’／：　した鈴ルスケールレンジで
零の測定を１１ない、前記高精度分圧器と比較すること
により前記基準′上圧分圧器の誤差をマイクロプロセン
サで計算し、前記ブリッジとｌ＋ｉｊ記特定のＲＴＤ装
置により測定清新における温度の読みを取って前記デー
タ収集装置によりデータ測定値を取り出し、その計算さ
れた１倶差に従って前記データ測定値を補正し、前記袖
市したデータを所定の関数に従って前記マイクロプロセ
ッサで線形化して補正することを特徴とする。

以ド、添旧図面紮参照して、本発明の実施例と＋ｉＴ細
に説明する。

ある−１１１定チヤンネルのＡｌ１１定点の温度ＴのＡ
ｌ１定は、第１図に示すようにブリッジのｊＹｉｉ　Ｂ
とＣの間に接続した抵抗温度装置ＲＴＩ）により行なう
。ブリッジの対向する節ＡとＢは、基へ（′屯圧源ｌＯ
からライン１１及び接続点Ｊｌ２介して１へＮ合される
、１汀しく汀えはＩＯホル１・のノ、（準゛屯月、とア
ースＧとの間に接続する。

ＲＴ　Ｄの４．Ｉｒ定の温＋ａ　Ｔによるブリ、ジの不
１１１ｉは、対向するＩＷｉ　ＣとＤに接続されるライ
ン１７ど１８の間て検知される。

、１．（準分圧器は、接続点ＪｌどアースＧとの間に直
列に接続した抵抗Ｒ１，Ｒ２より成り、Ｒ２とＲ１の接
続点Ｊ２に通しるライ／１２と抵抗Ｒ１のアース接続点
Ｊ３に通じるう・ｒン１３の間に゛市源゛屯圧の一定の
割合の基べｔ・ＩＬ）１゜を提供する。Ｒ２か５０キロ
オーム、Ｒ２が１６７オー１、の場合、ライン１２と１
３の間には、ライン１１．即ち接続点ＪｌのｌＯホルト
の電圧の１／３００の゛１ＬＩＬか４１ｊられる。

ブリ、シのＩ！ｔｉ　ＡとＣ及びＡとＤの間に回しく氏
ｔフ“ＬＲ（６０キロオーム）を１寝続し１１栴ＢとＣ
の間に接続されるＲＴＤが、６２図する最大のｆｉｌｆ
　Ｉ臭（Ｔｈａｔ）に曝されると３００オームを小し７
、ｌｉｉ：ｉ　Ｂ　Ｉ　Ｄの間に最小測定温度前、即ち
（Ｔｃｏｌｄ）の１１１丁の抵抗値Ｒｃｏｌｄに等しい
１００オー１・の抵抗Ｒｓｕｐｐを接続するとイ）＋、
！定する。この場合Ｃとり、即ちライン１７と１８の間
に表われる電圧は、Ｔ＝Ｔｈｏｔの場合は、ＡＢ間の電
圧の、 ３００立−１００Ω　２００α　　ｌ Ｒ６０Ｋｆコし３００ 即ち、Ｊｌの；Ｅ圧の１／３００である。従って、分圧
器Ｒ２，Ｒ１のライン１２と１３の間には、ＲＴＤブリ
、ジのライン１７と１８の間と回し、基ノリ市川のｌ／
３００の′屯ハ、か現われる。もし基べ（・電圧が１０
ホルトである場合、このようにして得られるＡｌ１１定
＜Ｉｅ４は、１７’　３００　Ｘ　１０　＝　３３ψ１
／３ミリホルＩ・である。ＲＴＤ装置がＴｃｏｌｄの／
ｉｌａ度を検知する時、フリンジの抵抗性枝路ＡＣＤと
ＡＤＢは対称である。従って、ＣＤ間の′電圧は零であ
る。

ライン１２と１３の間及び１７と１８の間に現われる゛
屯ハ：は、それぞれデータ収集装置の入力Ｎｏ、３及び
Ｎｏ、ｌとして用いる。

一般的番こは、人力ＮＯ１２はライン１９と２０の間に
おいて人力Ｎｏ、ｌと関連し、これはフリンジの節りに
関する接続点Ｊ５からのコモンモードのアースに４１１
　、”′ＩＬ、また、入力Ｎｏ、４はライン１５と１６
の間において人力Ｎｏ、３とＩ力連し、それはＪ３．Ｊ
４及び分圧器Ｒ１，Ｒ２からのラインｌ　３　、ＩＬの
アースした点に相′！うする。

１大 データ収集装置ｆ、マルチプレクサ５０を介して人力Ｎ
ｏ、ｌ　、Ｎｏ、２・ＮＯ・３・及びＮｏ、４に１心答
するが、そのマルチプレクサはそれらの入力の任ａ、の
ちのを順番に選択するようマルチプレクサコン１０−ル
ＭＣによりライン４２を介して（団御される。デーＯＡ
２含む。ＯＡＩは、１１の出力ライン１４に１．己、答
し、ＯＡ２はマルチプレクサの負の出力ライン２１に応
答する。油９増幅器ＯＡＩは１図〕ｆ＜の測定チャンネ
ルのマルチプレクサにより接続される入力、即ち人力Ｎ
ｏ、ｌ。

Ｎｏ、２’、Ｎｏ、３及びＮ０５４を表わす信号をその
出力ライン２２にり−える。ライン２２に現われるアナ
ログ値は、ライン２５のクロック信りに回期して電流　
−周波数（■／Ｆ）コンバータ２３により周波数信号に
変換される。Ｉ／Ｆコンバータ２３のう・イン２４」、
のパルスは、離隔１段２７を介してライン２６へ送られ
る。イ目図のデータ収集装置は、カウンタＣＮＴ　、Ｐ
ＲＯＭ、ＲＡＭ　、及υテ・７タルロンツクＤＧＬを構
成するようマイクロプロセッサＭＰに接続される他のロ
ジンク費素より成る共通のデジタル側を右する。アナロ
グチャンネルは、９８．　ｉ）、’ｉされた浮動接地を
４１する。パルストランスは、デジタル側より継わＣ的
にパルスを発生する。−次側は、アナログチャンネルと
ＲＴＤブリ、ジのだめの１０ポルＩ・の基皓電圧源１０
に電力を供給サは、　次側のパルスを急に１１ｊ時間停
止させて、マルチプレクサ５０を４つの人力Ｎｏ。

１　、Ｎｏ、２．Ｎｏ、３．Ｎｏ、４のひとつからその
次のものヘスインチする制（１０パルスを発生すること
かできる。ｆ１動接地により、ＲＴＤブリッジをフィー
ルドのアースに接続することかできる。

マルチプレクサが４つの人力のうちのひとつを接続する
と、その選択された電圧入力値ｔ３は零と４ホルトの間
で増幅されてライン２２のＩＬ流に変換され、接続点Ｊ
６でライン７６からの５０マイクロアンペアのバイアス
電流と加算される。ライン７５の加算電流は、１−　　
Ｆコンピュータ２３によりその電ＪＲに比例する数のパ
ルスに変換され、その出力パルスはデジタル側の回路Ｃ
ＮＴ内の関連するカウンタへ送れれる。５０マイクロア
ンペアのバイアス電流は、４ポル］・÷８０キロオーム
＝５０マイクロアンペアであるので、フルスケールの入
力端子を表わし、曹通モー　ドの最大ノイス振幅と成す
イ１する。ライン２４ど２６のパルスはカランＩ・され
、カウンタ回路ＣＮＴのカウンタによりそのカウントか
記憶ごれる。そのカウントは、ライン７５のアナログ信
号の振幅に関係がある。カウンタ回路ＣＮかくして、デ
ータ収集装置は、複数の遠方アナログ人力に接続され、
中央からのコンビλパ ユータによるデジタル方式≠の監視及び制御を可能にす
る。第１図に示したような各マルチプレクサ段において
、データ収集装置は、選択されるチャンネルの離隔トラ
ンスを介して第１図の線２６−Ｌ：におけるような−・
連のパルスを送信し、それらのパルスは第１図のＣＮＴ
にあるようなカウンタにより受信されて記憶される。こ
れらのカウントは、中央コンピュータによりデジタルデ
ータとして処理され、オフセット補１１ミ、較１１−ス
ケーリング及び測定データの処理を施される。

θｆましくは、関連するトランス及び７４のような直流
ＴｌＩ源ユニットを右する全てのチャンネルは、中央タ
イマ及び第１図に示すマイクロコンピュータＭＰのよう
なデジタルデータ処理ユニットとバに共通のボード１．
に組み込まれる。

デジタルロジンクＤＧＬは、ＦＲＯＭ、ＲＡＭ及びマイ
クロプロセッサＭＰを含み、それらはカウンタ回路ＣＮ
Ｔからのライン４５１、の記憶カウントに基づきアルゴ
リズト紮遂１１するよう相ＪＬに接続される。マイクロ
プロセンサの動作は、クロンク回路４３及びデ／へ判し
。マイクロプロセンサは、ンリンドステ−１・の装置８
０４０である。その装置は、ポート１１からライン２９
により０Ｎ１０ＦＦ制御ステータスを１ｉｉＬ、ライン
３２によりカウンタ回路ＣＮＴをゲートする。マイクロ
プロセンサはまた、インターナルパス２８によりカウン
ターを、パス４６によりＲＡＭをアドレスする。マイク
ロプロセンサは、パス２８からカウントを受は取り、そ
のデータをパス４６を介してＲＡＭへ送る。ＦＲＯＭは
、パス４５によりマイクロプロセッサに接続される。中
央タイマ及びデジタル処理ユニットを有する集合モード
を利用すると、種々のチャンネルに低いコストのハード
ウェア’−ＣＭを含むコンバクＩ・で軽量の構造体が得
られる。装置？’ｉの精度及び高品質については、中央
タイマ及びマイクロコンピュータによる。

かかるデータ収集装置は、チャンネルの故全体制御装置
にサブシステムとして接続することか容易にできるが、
第１図の線２２にあるような信号を取り出すＲＴＤ測定
点＝Ｎ＝ｅ真の温度を表わすカウントを得ることが困難
である。この点につき、問題解決のひとつの条（’ｌは
Ｔ（ＴＤダブリジの出力の線形化である。

この１−１的達成のため、基準電源とカウンタを用いて
、テストによりひと組で４つの定数数の線形化を達成す
ることが行なわれてきた。また、前述したテクニッシェ
ス争メツセン４８、Ｎｏ、４．１９８１のカリウスの論
文周りのフィートバクループにより補償を行なうことが
知られている。

本明細書では、データ収集装置のマイクロプロセッサを
用いてＲＴＤブリッジの固有の−ＩＩ線形性を補償する
アルゴリズムを遂行することが提案される。この技術は
、任意のＲＴ術と結合して、１１−シい情報をただちに
取り出すことをｉ−１能にする。このような力１大のｉ
）！−ｔ　１１２の利点は、従来技術の装置に必要であ
ったハードウェアのチューニング装置を省略し、低いコ
ストで信頼性を増加できることである。

較１１−のために用いる基準電圧源の変動に影響される
ことなく、較正データの読みを定期的に１１なうことが
できる。第１図のブリッジ１−におけるある−・定の温
度Ｔに対し、Ｆｉ’ｉ　Ｂ　Ｃｔｉｌｌの抵抗温度装置
の抵抗ＲＴＤ＝Ｒ４であり、それはｍ　ＣＤに通じるラ
イン１７と１８の間から得られるＶｂｒｉｄｇｅから求
めることができる。

（１） この式は、ＲＴＤ＝Ｒｃ　ｏ　ｌ　ｄの場合の低温条件
と接続点Ｊｌとアースの間の共通基準電Ｊ、ＣＶ　ｒ　
ｅ　ｆ　（７）下テノ現在の状態（ＲＴＤ＝Ｒ１）の間
のブリッジの不平衡を表わす。もしＲ））ＲＴＤであれ
ば、式（１）は以下の通りになる。

１掲の例では、ＲＴＤ＝Ｒｈｏｔ＝３００オーム、ＲＴ
Ｄ＝Ｒｃ　ｏ　ｌ　ｄ＝　１００オーム、Ｒ＝６０キロ
オー１・である。Ｊ−述の中線な式（２）では、これは
予想される最大の温度Ｔｈｏｔのブリンジ出力■０を基
準電圧の１／３００に１確に等しい伯にする。例えば、
Ｖｏは電圧■：（ｌＯの括準電圧Ｖｒｅｆを分圧器ＲＬ
、Ｒ２からの人力Ｎ００３と回し割合にで割った値であ
る。ＲＴＤ＝Ｒｈｏｔ−３００オームの場合、データ収
集装置の読みはフルスケール（１０００）Ｈとなる。し
かしムがら、実際には、ライン１７と１８の間の゛重圧
■０は式（２）でなく式（１）により決まる。式（１）
は線形でない。従って、ＴｈｏｔではＲｈｏｔの値は、
フルスケールの読み（１０００）Ｈにｊ１確につながら
ない。

この回じ非線形性は、任、ａ、の中間の（ｆｊ　Ｒｉに
奈影響をＩえる。Ｒｈｏｔ−Ｒｃｏ　１ｄ＝３００−１
００＝２００オームの例では、線形性がｔＩＩられない
ことは以下から理解できる。

以Ｆ余白 式（２）　　　　　　式（１） 線形出力　　実際の出力　線形から の偏差力 ラント Ｖｒｅｆ　　　　　■己 ３００　　π０　１０００　　３０２　０ＦＥ４　　　
２８■ゴーＬＬ　　　　　　　　　　　呈１旦１２５０
　４００　０ＧＯ０４０２０Ｂ’ＥＥ　　　　　１８−
■、、ｒＪｉ　　　　　　　　ヱ■工２００　６００　
０８００　　６０３　０７Ｆ５　　　　１１−■Ｌ社　
　　　呈ｒｅｆ− １５０１２０００４００、１２０５０３Ｆ８　　　　５
１００　　０　　００００　　０　　　　　　　　０こ
れをグラフで表わすと第２図の曲線Ｘｔと１・Ａ　Ｔ　
名≧　ｈ Ｙになり、Ｙは線形のカウント、Ｘは−Ｉｔ線形のカウ
ントである。１ｌｌｌｌ＋定される非線形のカラン）Ｘ
を線形のカラン）Ｙに変換するために、以ト′の多事式
を用いる。

２　　　″　　　、　　１ Ｙ＝ＢＯ＋Ｂ２　Ｘ　　＋　Σ　ＢＩＸ　　　　（３）
ｎ−３゜ 式（３）を導く計算は以下の通りである。

・般的な式（１）は非線形であるが、それからライン１
７と１８の間、例えばブリッジの節ＣＤからの入力Ｎ０
１１において温度かＴｉでブリッジの節ＢＣの間の抵抗
がＲｉの場合の出力ＶＯが導かれる。式（１）は、以ド
のように整理することはできる。

Ｒｉ・Ｒｃｏｌｄは分１３ノにおｌ／〜てその２つの最
初の川と比較すると無視できるため、式（１）の最後の
形は以下の通り番こなる。

以ド余白 Ｒｉ−Ｒｃｏｌｄ＝ΔＲ２１ｉｌｌち初期イ１ｆｊ　Ｒ
ｃ　。

ｌ　ｄ　（Ｔ＝Ｔｃ　ｏ　ｌ　ｄ）からの抵抗の１着力
１１である。Ｒｉを消すために分子及び分１１（Ｊ　ｊ
こイ（人すると、式（４）は Ａ　＝＝（１＋刀１」９　を用いると、式（５）は以下
のようになる。

１・人工イト　ら ￥ １１４図の曲線Ｘを（さビ゛る代わりに式（２）により
曲線Ｙ］、に分ｔｒｉする場合には、ライン１７と１８
の間の出力ｖ交に１に確に等しいことがわかる。従って
、Ｘ＝Ｖｏで換ヤすると、式はＹ＝Ｖｕの式を以下のよ
うになる。

する線形の値ｖｌは、以下の１，１ｑにより１′１られ
ることをボす。

ｒｅｆ／’Ｖｏ）と書けることがわかる。基牛電圧Ｖｒ
ｅｆの下で割合が１／３００の分圧器（Ｒ１，Ｒ２）の
特定の例では、１２ビンＩ・の精度の読みを得るため、
データ収集装置は４０９６　＝　Ｖ　ｒ　ｅ　ｆ　／　
３００のフルスケールの読みを与えることがわかる。Ｖ
Ｏの読みとしては、Ｖ　ｏ　＝　Ｖ　ｒ　ｅ　ｆ　／　
Ｚである。かくシテ、Ｚ＝４０９６Ｘ３００／Ｖｏであ
る。

１疋〕て・ これは、ルート（１／Ｚ）の関数１／ｌ−１／Ｚの級数
展開を用いる。式（８）は、７文かでき、式（８）は以
下のようになる。

もしＢＯ＝Ｂ　；　Ｂ　１＝Ａ＝　（１＋２Ｒｃ　ｏ　
１ｄ／Ｒ）、Ｂ２＝ＡＸ（１／４０９６Ｘ、３０堤Ｔ亦
　諭 ０）；Ｂ３＝ＡＸｌ／（４０９６Ｘ３００）　２；τで
あるばあいには、Ｘの多項式は１．述の式（３）で変換
される。

１−述の例、即ちＲｃｏｌｄ＝１００オー１、Ｒｈｏｔ
＝３００オー１、；Ｒ＝６０キロオー１、（これらはＶ
ｒｅｆて電圧からのフルスケールに対してに、＝ｌ／３
００となる）では、Ｂ１＝１．００３３３；Ｂ２＝Ｂ１
／３００Ｘ４０９６＝０．００００００８である。

式（３）はこの例において二次式になる。

更に　ｎν的には、特定のＲＴＤブリンジ及び所望の精
度により、更に多くの項を用いることができる。

１一連の例において、式（３）は係数ＢＯ＝０　；　Ｂ
　ｌ　、　Ｂ　２　ハＬＡ（７１）如＜　計算Ｌ　タ（
１ｒ＋テ用いられる。これらの値は、デジタルロジック
ＤＧＬのＦＲＯＭ装置へプログラムされ、マイクロプロ
セッサにより利用される。瞬時的な抵抗値Ｒ４及びブリ
ッジの温度Ｔｉに対し千人力Ｎｏ、１てＩＩＩＩ！り出
される６稙Ｘｉに列して１マイクロプロセンサはカウン
タＣＮＴから取り出したカウントにノ、（づいて式（３
）−Ｃ決まる埴Ｙｉを、；Ｉ　ｘ′ＪＬ、動イ’）；　
、ｌ、′ｊ；を第２図の曲線Ｘから曲線Ｙへ移動させる
。従って、ブリッジが第１図に示すよう番こテータ収集
装ｕ１１と結合されると、マルヂプし・クザの人力Ｎ。

、１て検出ごれた各個Ｘに対して線形のイ１１（が自動
的にイ！１られ、このため１業プロセス弓Ｘ体の適］１
な制御及υ監視が＜ｊえる。

その結果、ｌＩいに５０オー１、′Ｉ′ＩＩなるＲｉの
５つの埴に対してイ１＋られるＸ及びその典型的３００
０４０９６　　　４０ｆ１６　　　４０９８．０８２２
５０Ω　　　３０７２　　　３０５４　　　３０７１．
７９５５２００Ω　　　２０４８　　　２０３７　　　
２０４７．１７８１５０Ω　　　１０２４　　　１０１
９　　　１０２３．２２１００Ω　　　　０　　　　０
　　　　　０マイクロプロセ、すＭＰを用いて袖山しだ
顧Ｙを求めた後、Ｒｉの袖１１ニジたイ１１１は次の関
係式で求まる。

Ｒｉ＝　Ｒｃｏｌｄ　＋−Ｘ　（Ｒｈｏｔ　−Ｒｃｏｌ
ｄ）　　　（９）０９６ ＲＴＤ装置古のＲｉは、１ｌｌｌｌ定した温度Ｔ１の４
１線形関数であることか知られている。かかる非線形＋
ノーは、データ収集装置のデジタルロシンクＤＧＬを用
い補償することができる。多Ｊ／１式の係数は、ＦＲＯ
Ｍ装置に記ｔ（ＪされマイクロプロセツサはＲｉか式（
９）から自動的に得られるため１゛ｉの抽１１シたイＩ
Ｃ］を、ｉｌ　’＜’：ｌすることかてきる。

１、述したように、節ＢＣＯ間にＲＴＤ装置をイ１する
ＲＴＤブリッジを選択する時、Ｔｃｏｌｄの時のツリ、
ジの抵抗イ１６は、Ｉ荊Ａ　Ｂを鯖ふラインに間して対
称になるように選ばれる。従って、ＴＣＯｌｄ（７）時
、ＩＹｉ’ｉ　ＣとＤ（７）間において得られる電圧は
Ｏポルトである。かくして、節ＢとＤの間の抵抗Ｒｓｕ
ｐｐｌ；ｊ反対側技路のＲＴＤの装置のＲｃｏｌｄに等
しく、同時に抵抗Ｒは枝路ＡＣ及びＡＤの各々に配置ざ
１されて分圧器の分圧−トを決定する。基／（＋・分圧
器（Ｒ１，Ｒ２）の零入力Ｎｏ、４と人力Ｎｏ、ｌのＴ
　ｃ　ｏ　ｌ　ｄのＲＴＤソリ１．ソの内力に夕・１し
て零の基べ’ｉ　（１ｊｉを確実に決めるとすると、入
力Ｎｏ、３におけるり、（べＣ分月器Ｒ１、Ｒ２かもの
フルスケールの読めど人力ＮＯｌからのＴ”　ｈ　ｏ　
ｔの読みとの間において１１桶な　致か確実に？ｌｌら
れる。

内ひ第１図を参１１す、して、分ｊＬ器Ｒ１，Ｒ２を非
′１θに高い精度を持つように作り、　’、Ｉ　ＩＮ；
支１０か）、（ＩＩ、＋重用として、Ｉｌ゛１θに粘度
の、“１．．い電圧を発＋ｌするようにしない限り、デ
ータ収集装置の人力Ｎｏ、３及びＮｏ、４で？＋１られ
るカウントは、カウント０及びフルスケールの（ｌｌ’
ｉ　Ｌこ変換される不変の電圧を提供しないことに１１
〕さされたい。１６進法ては、１２ヒ、１・の分解能を
用いると、フルスケールは（１０００）Ｈて４０９６に
相゛１′３するが、そのスケールの零は（００００）Ｈ
である。零は、Ｒｃ。

１ｄとＴｃｏｌｄに対Ｊ心するものとして間接的に確）
’／、される。テータ収集装貿によりフルスケールて真
の値かどうか確かめるには、較１１か心間である。

基準抵抗分圧器Ｒ１，Ｒ２を較；卜する１］的て、第３
図に示す較正分圧器ＳＣＢをデータ収集装置に対して最
初に７１なう標準較１１時に’）’Ｓ　１図のＡ］１１
定川ブリンジと置き換える。標準較（）用分圧器ＳＣＢ
は、節ＢＣ間に正確な値の抵）Ｊ′ＬＲ’　１　、１ｉ
ｉｉＡｃ間ニ１１−確なイ＋ｒｊ　Ｋ　Ｉ　Ｒ’１（Ｋ
１＝２９９±０．０１％）の別の抵抗７をイ１する高精
度の直夕１１回路である。その分月器はまた、後ｉＢＤ
間に抵抗値０の抵抗、節ＡＤ間にＲ’　３＝Ｒ“１±１
％の抵抗をイーし、こねは１ｉｉｉ′Ｓｊ増幅器ＯＡＩ
、ＯＡ２の差動人力を？＋Ｉｉ償する。

入力Ｎｏ、ｉ、即ち節ＣＤ間あるいはＢＣ間において、
較正分圧器は較１「電圧Ｖｃを与え、その電圧は電々；
（１０の基準電圧Ｖｒｅｆの・部である。

従って、入力Ｎ００２を較正分圧器で読み取ると、共通
モードのアースのカウントＣｇｃは零の読み（００００
）Ｈに対応し、−力人力Ｎｏ、ｌを読み取るとその取り
出したカランｌ−ＣＦ　Ｓ　ｃはデータ収集装置のフル
スケールの読み（１０００）Ｈに対応する。比較により
、基準分圧器Ｒ１，Ｒ２のアース入力Ｎ０８４のカウン
トＣｇとフルスケールの読みの入力Ｎ０１３のフルスケ
ールの読みＣＦＳは、測定値ＣＦＳ−Ｃｇをりえ、これ
はＣＦＳ−Ｃｇｃと正確には一致しない。従って、分圧
器Ｒ１，Ｒ２のフルスケールの読み（１０００）Ｈは逆
数 により袖１１：する必要がある。第１図のブリツクによ
り人力Ｎｏ、ｌにおける瞬時値Ｘを取ると、データ収集
装置は基準分圧器Ｒ１，Ｒ２と一緒に４つに人力Ｎｏ、
１〜人力Ｎｏ。

４を用い、ＸｉとしてＣｉを読み取り、人力Ｎｏ、３に
おいてフルスケールの読み（１０００）Ｈを取る。出力
Ｘは。

Ｘ　−（＋０００）ＨＸ−虹二Ａ虹・星−二１ＣＦＳ　
−Ｃｇ　　ＣＦＳｃ−Ｇｇｃ −（＋０００）ＨＸ−追上ニヱｇ、−ｐ　　　　　　　
　　　　（１０）ＣＦＳｃ　−Ｃｇｃ 較正分圧器を用いると、人出Ｎｏ、ｌのところで電圧入
力Ｘ　ｃ　ａ　ｌが得られ、これはデータ収１ミ装置に
加えられと一般的に線形の式を漏足する。

■・人　工　　イれ　　６ のようになる。

Ｘｃａｌ＝　ＡＯ＋　Ａｌ　ユ胆虻迎医ＦＳ−１ｇ 最初に、ＡＯ＝　（００００）Ｈ、そしてＡｔ＝　　（
１００００）Ｈである。

従って、 式（ｌＯ）より、補止した値はＡ゛＝０であるように思
え、そして、 式（１２）を代入すると、 Ａ・、　＝　　（−１０Ｑｐ皿旺 ｃａ　ｌ 後者の（ｉｆｉはＦＲＯＭに導入され、較１１゛後全て
の測定部面で用いられる。

その結果、基準分圧器Ｒ１，Ｒ２のフルスケール及び零
レベルで生じるであろう誤差は自動的に補ｉｔニされる
。Ｘの測定は、データ収集装めに取り伺けた標準型のブ
リンクと低いコストで製造した分圧器Ｒ１，Ｒ２とを川
（する。電源電圧１０は、比率のト！４端でのみ関わり
合うため変動するかもしれない。

マイクロプロセンサは、継続して人力 （１）を読む。また、周期的に人力（２）。

（３）及び（４）を読み取って自動較正を行なう。人力
を綿害に監視するために、以ト１こ述へる方法を用いる
ことか提案される。

人力（１）、入力（１）、−−−、人力（１）１人力（
２）１人力（１）。

（１６回） 入力（３）、入力（１）、入力（４）９人力（１）９人
力（１）１人力（１）。

各人力は４００ミリ秒の間ＯＮであるため。

この方法を用いると４００ミリ秒の最大持続１１１３間
の間その入力からのＮ説が保、１１１ｇされる。

１１標とするところは１２ヒ、ト分解能の出力であるの
で、マイクロプロセッサにより遂行される式は、 ×　＝　八ｏ　＋　Ａ　ＩＬ’−”二２−　　　　　　
　　　　　　（１３）３−Ｃ４ ０八　において、ＣＩは人力Ｎ　ｏ　＋−，１に関する
カランＩ・、Ｃ２は入力Ｎ００２に関するカウントであ
り、最初にＡＯ＝　（００００）Ｈ、Ａｌ＝　（１００
０）Ｈである。

電流対周波数のＩ／Ｆ比は、２Ｘ１０　　である。かく
して、フルスケールの入力は１０６９ ０ＸＩＯＸ２ＸｌＯ＝２０，０００カウントを発生し、
　・方アース人力は約１０，０００カウントを生じる６ 第４図を参照して、分圧器Ｒ１、Ｒ２に２組のイヒ（を
例示的に′ｊえられているが、これらはイ＋／１Ｇｏ（
１）の範囲（Ｒ２＝１００キロオーム、Ｒ１＝ｌＯＯオ
ーム）に相当し、これにより分圧器は接続点Ｊｌにおい
て路準゛屯用Ｖｒｅｆの＊に＝１／１０００を与える。

第４図に示してもうひとつの組の（ｆｆｊＧｏ（２）は
、Ｋ＝１／３００の」−述した比に対するものであり、
即ちＲ２＝５０キロオー１１．Ｒ１＝１６７オームであ
る。分圧器Ｒ１，Ｒ２のＧｏ　（１）の設定において比
率に＝　ｌ／ｌ　０００を考慮すると、ブリッジのＲ、
ＲＴＤ　。

及びＲｓｕｐｐの値は、基準分圧器のＧＯ（２）の設定
に対して上述したように選ばれる。同様にして、較正分
圧器はに１＝９９９±０．０１％、Ｒ’２＝に／Ｒ’ｌ
、Ｒ’３＝に／Ｒ’ｌ±１％である。ＲＴＤブリッジは
、Ｔｃｏｌｄ及びＴｈａｔにおけるＲＴＤ装置の抵抗に
関するＨの値が分圧器の比に＝１７１０００を与えるよ
うになる。従って、３００の代わりに、多項式（３）で
は、定数Ｂ２は、 更に−・般的には、任意のブ′リッジＣ選択し特定のＲ
ＴＤ装置ｃ７）Ｒｈｏｔ及びＲｃｏｌｄの間の△Ｒの範
囲にマンチする値Ｒ及びＲｓｕｐｐを選ぶにおいて、に
述の例のＧＯ（１）、Ｇｏ（２）のように比率Ｋを選択
した範囲に近似させるために同じ方法を用いる。第３図
に示したような精密型ブリッジで較正を・１１行なうと
、後でしなければならないことはマイクロプロセッサで
Ｘの補ＩＬ値を；１算し、続いてＹの補正値をｉｉｌ　
Ｗ　Ｌ、そしてＲ１の値を決定することである。

較【Ｆ分圧器で較ｒＥを行う際、またＲＴＤブリッソで
ｆｌｌｌ＋定を行う際、得られるデータは人力Ｎｏ、３
及び人力Ｎｏ、４に関連して記憶されるカウントの差に
対する入力Ｎｏ、ｌ及び人力Ｎ００２に間して記ｆｉｌ
されるカウントの差の比であり、このため基準電圧Ｖｒ
ｅｆの重要性がなくなり、この基準電圧は高１隻の安定
性を持つ電源である必要はない。また、較ｉＥステップ
により不完全な基準分圧器を′Ａ１１ｌ定時に用いてい
ても、ｉｌ−確な基牛値がイ！１られる。・方、基準分
圧器による測定時、比率による方法を用いるとドリフト
の影響をなくすることができる。

ｅ）び第１図を参照して、本発明のもうひとつの実施例
によると、第３図に示した較ＩＬ分圧器を用いる代わり
に、ＲＴＤブリッジそれ自体を較Ｉｆ：、用に、即ちあ
つらえの較正手段として用いると仮定する。

第３図の場合、最も低い読みは（ｏｏｏ。

）Ｈであり、これは出力零に対応すると仮定された。従
って、式（１１）では、定数ＡＯは（００００）Ｈ？で
あり、線形の特性曲線は零を通過することを表わしてい
たａ　ｆＩ’ｓ　２の実施例では、あつらえのＲＴＤブ
リッジを取り付けると、■）ブリッジではＴ＝Ｔｃｏｌ
ｄによりＲＴＤ＝Ｒｃｏｌｄにセットされ、２　）　Ｔ
　＝　Ｔ　ｈ　ＯｔによりＲＴ　Ｄ　＝　Ｒｈ　ｏ　ｔ
にセ）・１・される。同時にそれぞれのステンプに対し
て、出力がデータ収集装置により得られ、それらは即ち
Ｘｃｏｌｄ及びＸ　ｈ　ｏ　ｔである。々′５５図を参
照して、ラインＹｌは、座標のＸ及びＲ４軸」−におけ
る点Ｐ（Ｘｃｏｌｄ、Ｒｃｏｌｄ）とＱ（Ｘｃｏｌｄ、
Ｒｈｏｔ）を通過する直線である。ＰどＱは、１−述の
ステ、プｌ）及び２）により決まる。理想的には、出力
零で原点０　（Ｘｃｏ　１ｄ＝０　、　Ｒｃｏｌｄ＝ｏ
）とフルスケールで点Ｍ（Ｘｈｏｔ＝　（１０００）Ｈ
，Ｒｈｏｔ）を通過する！ＭＹ２をトビ゛ることが望ま
れる。数学的には、線Ｙ２は次の式により線Ｙｌから’
ｌ）られる第１の実施例のＹ２に該当する式（１１）と
比較すると、Ｙｌでは、式は一次の形になる。

Ｙ１＝Ａ’　　０＋Ａ’　　ＬＸ Ａ’Ｏは（１００００）Ｈではなくて、力、Ａ’ｌは（
１０００）Ｈではなくて、マイクロプロセンサは、これ
ら２つの定数を用いてブリッジの較正した線ＰＱから理
想的な線形の関数ＯＭを導き出す。

しかしながら、変換によりイ１また線は線ｙｔには正確
には一致しない。実際には、それは第６図の線Ｙ３に沿
う。従って、ＸｉをＸｃａｔに変換する代わりに、前述
の方法はＸｃる。

１・、（Ｔ　／ｌ、す ａ　”’＊な、１１ｐを施すと、完全なレスポンスＹ１
あるいはＯＭからの偏差はＲｃｏｌｄをＲｈ　ｏ　ｔの
中程でｌ＋＆人であり、それはになるとボすことができ
る。Ｌ式において、Ｘ父は理想的な線Ｙ２Ｊ−の理想的
な出力である。線形出力からの偏差は、一般的に次の式
でり−えられる。

１゜式において、 このパラメータは、線Ｙ３Ｊ−の動作点が中間点の前後
においてどの位闘れているかわ表わす。かくして、第１
図に、１クシた例では、曲線Ｙ２ＬのＲ２に関する曲線
Ｙ３１．の中間点Ｍｌに対しては、Ｒｉ＝２００ミニ２
００オームあり、出力の読み４０９６／２は、式（１５
）において以ドを導く。

偏差はたった３カウントであり、これは式（１４）の変
換が有効な較正力Ｊｊｌであることを／Ｊ（す。

もしこの残留する非線形性を更に補償することが望まれ
る場合には、次の方法を用いることができる。まず第１
に、出力と取り出し、フルスケールの読み４０９６を出
力で割ってＡを決める。その後、この（＋ｆｉを式（１
５）で用いて読みを線形化する。

あつらえの較正手段によるステップは、ｌ）温度を測定
するに用いるＲＴＤブリ。

ジ収集装置につなぐ。

２）ＡＯ＝０　、Ａｌ＝　（１０００）Ｈを記１０させ
る。

３）Ｒｃｏｌｄｃ７）読みを取ッテ、　Ｘ　ＣＯＩｄを
導き出す。

４）Ｒｈｏｔ、Ｃ７）読みを取ッテ、Ｘｈｏｔを導き出
す。

５）１．述のステンプｌ）〜４）で１１１だデータを用
いて前述したようにＡ’ＯとＡ’ｌを、ｉｔ　）’ｌす
る。

６）ＦＲＯＭ装置にＡ’０とＡ’ｌのイ１ｆｉを入れる
。

７）Ｘｉの′Ａｌ１１定ステップに進む際−・般的な式
を持つマイクロプロセッサを用いる。

８）パワー（＋１２ボルト）を加えると、リセットパル
スが発生される。マイクロプロセンサＭＰがリセントさ
れる。リセント中にアドレスされると、デジタルロジッ
クＤＧＬは最−１−位のデータヒツト１で０ピント（パ
０°°）に戻り、イ１効でないデータであることを示す
・ 電源電圧が１０ボルトを超えて８００ミリ秒の後、リセ
ッｉ・が停止１される。マイクロプロセンサＭＰとプロ
グラム可能なカウンタＣＮＴがイニシャライズされる。

はぼ１５秒のウオームアンプのだめの遅延を与えるため
に、ソフトウェアタイマが々（（動される。このウオー
ムアツプの期間、ビット１５が０にセットされる。１６
の人力の読みが得られる毎に度、較１１″サイクルを始
動させるために、較正カウンタがイニシャライズされる
。

マイクロプロセッサは、人力Ｎｏ、１及びＮｏ、２でブ
リツクの読みを１６個連続的にとる。各読みの後、んマ
イクロプロセンサは次の式を実行する。

上式においてカランＩ・は。

Ｃ（ｉ）　−１ −１，２，３，４−−ｐルナプレクサ５０が人力Ｎｏ、
１にセ ントされる１１！Ｉイ１＃られ るカランＩ・ （ＡＯ，Ａｌはそれぞれ、セロオノセッＩ・及び利得定
数である６）入力Ｎｏ、１の１６の読みの後、マイクロ
プロセッサは較１１サイクルに入る。このサイクル時、
マイクロプロセンサは次の動作と行なう。

まず第１にＣＦＳ　（フルスケール人力）を読んで、更
新した仙をＲＡＭに記ｊＱさせる。

次いで、Ｃ２及びＣ３が合格範囲１０．．６６６±１０
％の範囲にあるかどうかテストする。もしＣ２−Ｃ５が
その範囲外にあるなら、ヒント１４を零にセットする。

マイクロプロセッサは次いで、人力Ｎｏ、ｌから読みを
とるために戻り、その出力が更新される。マイクロプロ
センサは人力Ｎｏ、３のアース人力ヘスインチされる。

ＲＡＭの０３の値を更新して後、イｌｌ’ｉ　Ｃ４−Ｃ
３と０３は１合格範囲内にあるか２うかテストされる。

もしない場合、ビ゛ンＩ・１４が０番こセ・ン］・され
る。マイクロプロセンサは入力Ｎｏ、１に帰り、ｔｉｌ
ｔ　’ｌをｔ′？てその出力を更新する。次いで、マイ
クロプロセッサは人力Ｎ００２または共通モーＩ・アー
スヘスインチされる。Ｃ２はＲＡ、Ｍ内において更新さ
れ１合格範囲内にあるかどうかテストされる。もしない
場合、ビット１４が０にセットされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による、基部・電圧分圧器
により取り出されるＲＴＤアナログデータと基準電圧を
処理する多重化データ収集装置ｄ；第２図は、第１図の
ＲＴＤブリ。 ジの出力と、ａ、図する温度のスケールにマツチする線
形の曲線との間の関係を示す図；第３図はＯ’４１図の
分圧器のフルスケールにわたりレスポンスを較正するた
めに用いる高精度ブリッジ；第４図は、基準電圧分圧器
が使用するＲＴＤブリンジの型により２つの設定値を有
する第１図の装置を示す図１第５及び６図は、本発明の
他の実施例を示す図であり、ＲＴＤブリンシそれ自体を
用いて較正を行なう第２の力性をｊｌ＜す。 １０、、、基準′屯圧源 ２３、、、電流／周波数コンバータ ２７、、、アイソレータ ３１、、、テノ大イダ ４３、、、パルスＩ・ランス ５０１．　マルチプレフタ ＩＥ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　、１１線形出力を発生する抵抗温度検知器（ＲＴＤ
   ）により１１．ｈ度を監視する装置において、記・１４
   Ｊ手段をイ」するマイクロプロセッサを含むるＲＴＤブ
   リッジとより成り、前記データ収マイクロプロセッサは
   ＲＴＤによる温１隻イ直を線形化する手段を有し以ドの
   式に従ってＸの線形化された仙Ｙを５１算し、 Ｙ　＝ＢＯ＋ＢＩＸ　−４−Ｂ２Ｘ２＋　　ΣＢ１Ｘ１
   ｎ＝３ １、式において、ＢＯ、Ｂｌ　、Ｂ２及びＢｉは前記記
   憶手段に記憶された所定の星であり、ＸｉはＲＴＤから
   の瞬時Ａ１１１定イ１）！）であることを特徴とする温
   度監視装置。 ２　、１ｉｉ＋記記憶手段は、以Ｆに示す形の前記１．
   ｊＢＯ，Ｂｌ、Ｂ２及びＢ３を有し、 ＢＯ＝０；旧＝１＋−訂仕立１ｄ　　。 １式において、ＲｃｏｌｄはＴｉ＝Ｔｃｏｌ圧源の間に
   直列に挿入した抵抗、ＦＳはデータＩＩＭ集装置のフル
   スケールの読みの分解能、１　、’　Ｋは前記データ収
   集装置の入力において前記フルスケールの読みの分解能
   ＦＳに相当の・ｆｊｌｆ、であることを特徴とする＋ｉ
   ｉｊ記第１ダＩ記小見の装置。 ３　曲記蜆・・べＩｉ゛屯圧源とアースの間には、前記
   テータ収集装置内に ｒｅｆ に実質的に９しい入力をＩｊえ、かつ前記データ収東装
   置とバに対応するフルスケールの読みＦＳを導ｙ出す番
   卒直列接続の抵抗分圧器が接続されることを特徴とする
   前記第２ザ１記小支の装置。 ４、前記規−半分圧器から取り出されるｉｉｉ記、の−
   ｙ−Ｌ」ＬＪ− に 植から１）１ｊ記データ収集装朽により、フルスケール
   のカウントＣＦＳが導き出され、１品度Ｔｉの状態で前
   記ＲＴＤブリッジからの人力より前記テータ収集装置に
   よってカウントＣｉ・が導き出され、１）１１記マイク
   ロプロセツサはＴ’　ｉを表示するものとして ×に工　Ｘ　　ＦＳ ＦＳ を計ｑすることを特徴とする前記第３　ｑｒ記載らアー
   スカラ７　ｌ−Ｃｇ　ｓを、１（１記ＲＴＤブリンジか
   ら共通アースカウントＣｇを導き出す接続手段をイｑし
   、Ｘｉは次の式 ％式％ から、ニーｔ’Ｊ？されることを特徴とする前記第４　
   ｓｎ記載の装置。 茎 ６、前記ＲＴＤブリンジの代わりに前記＃Ｌべ１１分圧
   器に関連して正確な比１／にの較１１′分圧器を用い、
   前記較ｉｔ分圧器によりフルスケールの時及びアースの
   読みの時それぞれ冑られたカラン）ＣＦＳｃ及びＣｇｓ
   から補ＩＦ係数記で・イクロプロセッサにより用いられ
   ることを特徴とする前記第５項記載の装置。 ７、前記ＲＴＤブリッジを最初に用い、ＡＯ＝１ｄの時
   のＸｈｏｔを導きし、以トの値はＹｉ＝Ａｌ＋ＡＯφＸ
   ｉではなく回線形の式Ｙｉ＝Ａ’Ｏ＋Ａ’ｌ・Ｘｉに基
   づき前記ＲＴＤブリッジからの読みＸｉをＴｃｏｌｄと
   Ｔｈｏｔの間で線形化するために用いることを特徴とす
   る１１１ノ記第４」ｆ１記載の装置。 以ド余白