JPS60129631A - シ−ス型熱電対における絶縁低下補償方式 - Google Patents
シ−ス型熱電対における絶縁低下補償方式Info
- Publication number
- JPS60129631A JPS60129631A JP23825883A JP23825883A JPS60129631A JP S60129631 A JPS60129631 A JP S60129631A JP 23825883 A JP23825883 A JP 23825883A JP 23825883 A JP23825883 A JP 23825883A JP S60129631 A JPS60129631 A JP S60129631A
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- Japan
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- thermocouple
- insulating material
- temperature
- sheath
- filled
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/10—Arrangements for compensating for auxiliary variables, e.g. length of lead
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕 ・
この発明は、シース型熱電対で温度を測定するときに、
高温域で生じる絶縁材の絶縁抵抗の低下を補償する方式
に関するものである。
高温域で生じる絶縁材の絶縁抵抗の低下を補償する方式
に関するものである。
（発明の背景）
いわゆるシース型熱電対は、第１図及び第２図で示すよ
うに、ステンレス管等のシース１の中にクロメル線とア
ルメル線といった異なる２種の金属線からなる熱電対素
線２．３を収納すると共に、同シース１中にマグネシア
、アルミナ等の絶縁材４を充填し、熱電対素線２，３及
びシース１の間を互いに絶縁したものである。
うに、ステンレス管等のシース１の中にクロメル線とア
ルメル線といった異なる２種の金属線からなる熱電対素
線２．３を収納すると共に、同シース１中にマグネシア
、アルミナ等の絶縁材４を充填し、熱電対素線２，３及
びシース１の間を互いに絶縁したものである。
このシース型熱電対で温度を測定する場合は。
熱電対素線２．３の端部を互いに接合して温接点５を設
ける共に、他端側の冷接点６．７を−定の温度に維持し
ながら、これら冷接点６．７間で熱起電力を測定するこ
とにより、同温接点５の温度をめる。
ける共に、他端側の冷接点６．７を−定の温度に維持し
ながら、これら冷接点６．７間で熱起電力を測定するこ
とにより、同温接点５の温度をめる。
しかしながら、上記絶縁材４は、温度が高くなると絶縁
性が低下する性質を持っており、一般に１００℃上昇す
る毎に絶縁抵抗が１桁程度のオーダーで低下するとされ
ている。従って、上記シース型熱電対が高温にさらされ
ると、絶縁材４の絶縁抵抗が低下し、熱電対素線２と３
の間にその間の電位差に応じた電流が流れることになる
。そうすると再熱電対素線２，３の間で電圧低下を生じ
、冷接点６，７では、温接点５に対応する熱起電力を正
確に、示さなり、温度測定に誤差を生じることになる。
性が低下する性質を持っており、一般に１００℃上昇す
る毎に絶縁抵抗が１桁程度のオーダーで低下するとされ
ている。従って、上記シース型熱電対が高温にさらされ
ると、絶縁材４の絶縁抵抗が低下し、熱電対素線２と３
の間にその間の電位差に応じた電流が流れることになる
。そうすると再熱電対素線２，３の間で電圧低下を生じ
、冷接点６，７では、温接点５に対応する熱起電力を正
確に、示さなり、温度測定に誤差を生じることになる。
第３図は、シース型熱電対において、絶縁材４の絶縁抵
抗が低下した場合の等価モデルを示したものであり、さ
らに第４図は、この微少区間における等価モデルを示し
たものである。熱電対素線２，３の間で発生する電圧の
低下は。
抗が低下した場合の等価モデルを示したものであり、さ
らに第４図は、この微少区間における等価モデルを示し
たものである。熱電対素線２，３の間で発生する電圧の
低下は。
絶縁抵抗Ｒｘの絶縁材４を介して一方の熱電対素線２か
ら他方の熱電対素線３へと電流が流れることによって生
じるものであり、一般にシャンＩ・エラーＥｅｒｒと呼
ばれ１次式で表される。
ら他方の熱電対素線３へと電流が流れることによって生
じるものであり、一般にシャンＩ・エラーＥｅｒｒと呼
ばれ１次式で表される。
Ｅｅｒｒ−Ｅｏｕｔ −（Ｅｉｎ＋Ｅ１＋Ｅ２ ）−−
（Ｅｉｎ＋Ｅ＋ ）ｒｌ ／ （ｒ＋ ＋Ｒｘ）ここで
Ｅｉｎは、成る位置で熱電対素線２．３間に入力する電
圧、 Ｅｏｕｔは、これより温接点６゜７寄りの位置で
出力される電圧＋ Ｅｌ ＋ Ｅ２は。
（Ｅｉｎ＋Ｅ＋ ）ｒｌ ／ （ｒ＋ ＋Ｒｘ）ここで
Ｅｉｎは、成る位置で熱電対素線２．３間に入力する電
圧、 Ｅｏｕｔは、これより温接点６゜７寄りの位置で
出力される電圧＋ Ｅｌ ＋ Ｅ２は。
それぞれｔｌとｔ、、ｔ２とｔ３の温度差にようて熱電
対素線２，３の微少区間に発生する熱起電力、 Ｒｘは
、温度ｔ２における絶縁材４の絶縁抵抗＋ ｒＩ＋ ｒ
２は、各微少区間における熱電対素線２．３の抵抗であ
る。
対素線２，３の微少区間に発生する熱起電力、 Ｒｘは
、温度ｔ２における絶縁材４の絶縁抵抗＋ ｒＩ＋ ｒ
２は、各微少区間における熱電対素線２．３の抵抗であ
る。
この式から明らかな通り、上記シャントエラーＥｅｒｒ
を低減するためには、（１）高温での絶縁抵抗Ｒｘが高
い絶縁材４を使用すること、（２）熱電対素線２．３の
抵抗ｒを低くするため、適当な材料を選択するか或いは
その径を太くすることが必要となる。しかし、熱電対に
要請される種々の条件から、このような対策には限度が
あり。
を低減するためには、（１）高温での絶縁抵抗Ｒｘが高
い絶縁材４を使用すること、（２）熱電対素線２．３の
抵抗ｒを低くするため、適当な材料を選択するか或いは
その径を太くすることが必要となる。しかし、熱電対に
要請される種々の条件から、このような対策には限度が
あり。
大きな効果は期待できない。
この発明は、シース型熱電対を使用した高温域での温度
測定における上記のような問題を解決すべくなされたも
のであって、温接点と冷接点の間で発生する電圧低下を
解消することにより、温接点と冷接点の間で発生した熱
起電力が冷接点に正確に現れるようにし、もって高温域
での正確な温度測定を可能としたものである。
測定における上記のような問題を解決すべくなされたも
のであって、温接点と冷接点の間で発生する電圧低下を
解消することにより、温接点と冷接点の間で発生した熱
起電力が冷接点に正確に現れるようにし、もって高温域
での正確な温度測定を可能としたものである。
以下、この発明の構成を図示の実施例に基づき詳細に説
明する。
明する。
この発明では、第５図で示すように、熱電対・素線１２
．１３を絶縁材１４が充填された内シース１８゜１９に
それぞれ収納し、さらにこれを絶縁材１４が充填された
外シース１１に収納する。・そして内シース１Ｂ、 １
９とこれらの中の熱電対素線１２．１３または内シース
１８と１９の少なくとも何れか１組の部材の長手方向に
亙って互いに等しい電位分布を与えながら、冷接点１６
．１７間で電圧を測定し。
．１３を絶縁材１４が充填された内シース１８゜１９に
それぞれ収納し、さらにこれを絶縁材１４が充填された
外シース１１に収納する。・そして内シース１Ｂ、 １
９とこれらの中の熱電対素線１２．１３または内シース
１８と１９の少なくとも何れか１組の部材の長手方向に
亙って互いに等しい電位分布を与えながら、冷接点１６
．１７間で電圧を測定し。
これにより温接点１５での温度をめる。
２つの部材に等しい電位分布を与える手段としては２両
部材を同種の金属材料で製作し、熱電対素線１２．１３
の冷接点１６．１７側でこれらに等しい電位を与えるの
が適当である。
部材を同種の金属材料で製作し、熱電対素線１２．１３
の冷接点１６．１７側でこれらに等しい電位を与えるの
が適当である。
〔実施例〕 ・
この発明の構成を図示の実施例によりさらに具体的に説
明する。
明する。
第６図の実施例は、内シース１Ｂ、 １９とこれらにそ
れぞれ収納された熱電対素線１２．１３に等しい電位分
布を与える場合の実施例である。この場合、内シース１
８． Ｈｌには、それぞれこれらに収納される熱電対素
線１２．１３と同種の材料５例えば熱電対素線１２．１
３がそれぞれクロメル線とアルメル線であるときは、内
シース１８．１９にもそれぞれクロメル管とアルメル管
を使用する。
れぞれ収納された熱電対素線１２．１３に等しい電位分
布を与える場合の実施例である。この場合、内シース１
８． Ｈｌには、それぞれこれらに収納される熱電対素
線１２．１３と同種の材料５例えば熱電対素線１２．１
３がそれぞれクロメル線とアルメル線であるときは、内
シース１８．１９にもそれぞれクロメル管とアルメル管
を使用する。
そしてこれにより温度測定をするときは、温接点１５を
目的の個所に配置すると共に、冷接点１６゜１７を一定
の温度に維持しながら、計器２０によってその間で電圧
を測定する。この場合に、内シ−ス１８．１９の端部に
は、電源回路２１．２２を接続し、上記冷接点１６．１
７で測定されるのと等しい電位を与える。
目的の個所に配置すると共に、冷接点１６゜１７を一定
の温度に維持しながら、計器２０によってその間で電圧
を測定する。この場合に、内シ−ス１８．１９の端部に
は、電源回路２１．２２を接続し、上記冷接点１６．１
７で測定されるのと等しい電位を与える。
いまここで各熱電対素線１２．１３の冷接点１６゜１７
で測定される電位がそれぞれＶ１２１Ｖ２２とし。
で測定される電位がそれぞれＶ１２１Ｖ２２とし。
これと等しい電位を内シース１８．１９の端部にそれぞ
れ与えたとした場合において、熱電対素線１２、１３上
の一点ｐＨとＰ２】、及びこれらの点に対応する内シー
ス１Ｂ、 １９上の一点ＰｓＨとＰｓ２Ｈの電位■１１
ｒ Ｖ２１ 、ＶＳＩＩ ＋ ＶＳ２１は、それぞれ
次の式で表される。
れ与えたとした場合において、熱電対素線１２、１３上
の一点ｐＨとＰ２】、及びこれらの点に対応する内シー
ス１Ｂ、 １９上の一点ＰｓＨとＰｓ２Ｈの電位■１１
ｒ Ｖ２１ 、ＶＳＩＩ ＋ ＶＳ２１は、それぞれ
次の式で表される。
Ｖｌｌ””ＶＩ２ ＥＩ２
いＩ−Ｖ’２２ ’ＩＥ ２２
Ｖｓ ２１−■２２ 、ｌＥｓ’２２
ここでＥ １２ 、、 Ｅ’２２は、熱電：対素線ｔ２
．１３において冷接点１６．１７から上記Ｐ！１ｒ ’
Ｐ ２１点までの区間に発生する熱起電力であ゛す、
Ｅ３１２１１ ＥＳ２２は。
．１３において冷接点１６．１７から上記Ｐ！１ｒ ’
Ｐ ２１点までの区間に発生する熱起電力であ゛す、
Ｅ３１２１１ ＥＳ２２は。
内シース１Ｂ、 １９においてそ゛の端部り）ら上記Ｐ
ｓｏ＋ＰＳ２１までの区間に発生する熱起電力である。
ｓｏ＋ＰＳ２１までの区間に発生する熱起電力である。
この場合、内シース１８．１９とその中の熱電対素線１
２．１３はそれぞれ同種の金属材料で製作されており、
それらの熱電能が互いに等しいことから、Ｅ１２＝ＥＳ
Ｉ２１ Ｅ２２＝ＥＳ２２となり、この結果Ｖ＋＋ ＝
Ｖｓｏ ＋ Ｖ２１ ＝ＶＳ２＋となる。この関係は。
２．１３はそれぞれ同種の金属材料で製作されており、
それらの熱電能が互いに等しいことから、Ｅ１２＝ＥＳ
Ｉ２１ Ｅ２２＝ＥＳ２２となり、この結果Ｖ＋＋ ＝
Ｖｓｏ ＋ Ｖ２１ ＝ＶＳ２＋となる。この関係は。
当該熱電対の何れの点でも成立することから。
内シース１．８．１９とその中の熱電対素線１２．１３
は。
は。
その長手方向に亙って互いに等しい電位分布を持つ。従
ってこれらの間には何れの点でも電位差が発生せず、高
温によりこの間の絶縁材１４の絶縁抵抗Ｒｘが低下して
も同絶縁材１４を介してこの間に電流が生じることがな
い。従って熱電対素線１２と“１３の間にも電流が発生
せず、絶縁材１４の絶縁抵抗Ｒｘの低下による電圧低下
、即ちシャントエラーが防止され、温接点１５と冷接点
１６゜１７の藺で発生した熱起電力が冷接点１６．”１
’７の間に正呻に現れる。
ってこれらの間には何れの点でも電位差が発生せず、高
温によりこの間の絶縁材１４の絶縁抵抗Ｒｘが低下して
も同絶縁材１４を介してこの間に電流が生じることがな
い。従って熱電対素線１２と“１３の間にも電流が発生
せず、絶縁材１４の絶縁抵抗Ｒｘの低下による電圧低下
、即ちシャントエラーが防止され、温接点１５と冷接点
１６゜１７の藺で発生した熱起電力が冷接点１６．”１
’７の間に正呻に現れる。
次ぎに第７図の実施例は、内シース１８と１９に等しい
電ｊ立分布を与える場合の実施例である。
電ｊ立分布を与える場合の実施例である。
この場合２両内シース１８．１９には、同種の金属材料
を使用し、かつ電源回路２１．２２によりその端部に等
しい電位を与える。
を使用し、かつ電源回路２１．２２によりその端部に等
しい電位を与える。
この場合も、上記第６図の実施例の場合と同じく内シー
ス１８と１９の電位雰布が等しくなり。
ス１８と１９の電位雰布が等しくなり。
その間の絶縁材１４の絶縁抵抗Ｒ×が低下しても。
同絶縁材１４を介して電流が流れない。従って。
この場合もまた熱電対素線１２と１３の中間部での電流
の発生が防止され、いわゆ、るシャントエラーを防止す
ることができる。
の発生が防止され、いわゆ、るシャントエラーを防止す
ることができる。
以上のようにこの発明によれば、高温域において絶縁材
１４の絶縁抵抗Ｒｘが低下したときも。
１４の絶縁抵抗Ｒｘが低下したときも。
熱電対素線１２と１３の間の絶縁状態をはソ′完全な′
状態で維持することができることから、温接点 。
状態で維持することができることから、温接点 。
１５と冷接点１６．”１７の間での電圧低下を防止する
ことができる。このため、温接点１５と冷接点１６゜１
７め間で発生した熱起電力□が冷接点１’６．１７に正
確に現ｉることに９．温度の測定を正確に行うこと気（
できるようになる。
ことができる。このため、温接点１５と冷接点１６゜１
７め間で発生した熱起電力□が冷接点１’６．１７に正
確に現ｉることに９．温度の測定を正確に行うこと気（
できるようになる。
第１図は、従来のシース型熱電対を示す縦断側面図、第
２図は、同縦断正面図、第３図は。 同熱電対において絶縁材の絶縁抵抗が低下したときの等
価モデルを示す説、明図、第４図は、同モデルの微少区
間の、モデルを示す説明図、第５図は、この発明におい
て使用する熱電対の構造を示す縦断正面図、第６図及び
第７図は、この発明の各実施例を示す説明図である。 １１−外シース １２．１３− 熱電対素線１４−絶縁
材 １５・−・温接点 １６、１’７−冷接点 １８１１９−内シース特許出願
人 助川電気工業株式会社 代理人 ゛ 弁理士 北條和由 」 −４５ □−」 １７３ 一つ 寸 手続補正書 昭和５９年２月６日 昭和５８年特許願第２３８２５８号 ２、発明の名称 シース型熱電対における絶縁低下補償方式３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住所 茨城県日立市滑用本町３丁目１９番５号氏名（名
称） 助川電気工業株式会社 ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 手続補正書 昭和５９年４月５日 昭和５８年特許願第２３８２５８号 ２、発明の名称 シース型熱電対における絶縁低下補償方式３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住所 茨城県日立市滑用本町３丁目１９番５号氏名（名
称） 助川電気工業株式会社 ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数
２図は、同縦断正面図、第３図は。 同熱電対において絶縁材の絶縁抵抗が低下したときの等
価モデルを示す説、明図、第４図は、同モデルの微少区
間の、モデルを示す説明図、第５図は、この発明におい
て使用する熱電対の構造を示す縦断正面図、第６図及び
第７図は、この発明の各実施例を示す説明図である。 １１−外シース １２．１３− 熱電対素線１４−絶縁
材 １５・−・温接点 １６、１’７−冷接点 １８１１９−内シース特許出願
人 助川電気工業株式会社 代理人 ゛ 弁理士 北條和由 」 −４５ □−」 １７３ 一つ 寸 手続補正書 昭和５９年２月６日 昭和５８年特許願第２３８２５８号 ２、発明の名称 シース型熱電対における絶縁低下補償方式３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住所 茨城県日立市滑用本町３丁目１９番５号氏名（名
称） 助川電気工業株式会社 ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 手続補正書 昭和５９年４月５日 昭和５８年特許願第２３８２５８号 ２、発明の名称 シース型熱電対における絶縁低下補償方式３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住所 茨城県日立市滑用本町３丁目１９番５号氏名（名
称） 助川電気工業株式会社 ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、絶縁材を充填したシース中に異なる２種の金属線か
らなる熱電対素線を収納したシース型熱電対において、
各熱電対素線を絶縁材が充填された内シースにそれぞれ
収め、さらにこれら内シースを絶縁材が充填された外シ
ースに収納し、内シースと内シースまたは内シースとこ
の中の熱電対素線の少なくとも一組の部材に長手方向に
沿って互いに等しい電位分布を与えなから３上記熱電対
素線の冷接点側で電圧を測定し。 これにより温接点における温度を炒るようにしたことを
特徴とするシース型熱電対における絶縁低下補償方式。 ２、・内シースとこの中の熱電対素線を同種の金属材料
で製作し、冷接点側で内シースに熱電対素線と等しい電
位を与えるようにした特許請求の範囲第１項記載の補償
方式。 ３、複数の内シースを同種の金属材料で製作し。 熱電対素線の冷接点側でこれら内シースに等しい電位を
与えるようにした特許請求の範囲第１項記載の補償方式
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23825883A JPS60129631A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | シ−ス型熱電対における絶縁低下補償方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23825883A JPS60129631A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | シ−ス型熱電対における絶縁低下補償方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129631A true JPS60129631A (ja) | 1985-07-10 |
| JPH0151134B2 JPH0151134B2 (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=17027503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23825883A Granted JPS60129631A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | シ−ス型熱電対における絶縁低下補償方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129631A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3348977A1 (en) * | 2017-01-13 | 2018-07-18 | IDT Europe GmbH | Failure tolerant thermovoltage acquisition for thermocouple applications |
-
1983
- 1983-12-17 JP JP23825883A patent/JPS60129631A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3348977A1 (en) * | 2017-01-13 | 2018-07-18 | IDT Europe GmbH | Failure tolerant thermovoltage acquisition for thermocouple applications |
| WO2018130349A3 (en) * | 2017-01-13 | 2018-11-08 | Idt Europe Gmbh | Failure tolerant thermos-voltage acquisition for thermocouple applications |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0151134B2 (ja) | 1989-11-01 |
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