JPS6049236A - 熱電対の基準点補償回路 - Google Patents
熱電対の基準点補償回路Info
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- JPS6049236A JPS6049236A JP15634583A JP15634583A JPS6049236A JP S6049236 A JPS6049236 A JP S6049236A JP 15634583 A JP15634583 A JP 15634583A JP 15634583 A JP15634583 A JP 15634583A JP S6049236 A JPS6049236 A JP S6049236A
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- Japan
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- thermocouple
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- voltage
- temperature
- circuit
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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
- G01K7/12—Arrangements with respect to the cold junction, e.g. preventing influence of temperature of surrounding air
- G01K7/13—Circuits for cold-junction compensation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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】
この発明は、熱電対によって被測定点の温度を測定する
温度測定装置などに用いて好適な熱電対の基準点補償回
路に係り、特に前記熱電対の基準点温度をトランジスタ
などの温度検出素子によって検出するとともに、この温
度検出素子の出力に基づいて基準点の温度変化に対する
前記熱電対の出力変化特性とほぼ同じ特性を持つ補正電
圧を発生させて前記熱電対の基準点補償を行なうように
した熱電対の基準点補償回路に関する。
温度測定装置などに用いて好適な熱電対の基準点補償回
路に係り、特に前記熱電対の基準点温度をトランジスタ
などの温度検出素子によって検出するとともに、この温
度検出素子の出力に基づいて基準点の温度変化に対する
前記熱電対の出力変化特性とほぼ同じ特性を持つ補正電
圧を発生させて前記熱電対の基準点補償を行なうように
した熱電対の基準点補償回路に関する。
近年、オペレーショナル・アンプ（以下、これをＯＰア
ンプと略称する）の進歩が著しく、これにともなってこ
のＯＰアンプを使用した各種の測定装置の温度特性もか
なり向上した。しかしながら、熱電対を用いて被測定点
の温度を測定する温度計などにおいては熱電対の基準点
温度に応じて前記熱電対の出力を補償する回路（基準点
補償回路）の精度が温度計の測定精度に直接影響し、こ
の基準点補償回路の精度以上に温度計の精度を高めるこ
とはできない。そこでこの種の基準点補償回路では、通
常特性のバラツキが小さいトランジスタを用いて熱電対
の基準点温度を測定し、この測定結果を熱電対の出力に
加算して基準点温度の上昇によって生じる熱電対の出力
電圧の低下を補償するようにしているが、周知のように
トランジスタはリニアな温度特性を持っているので、こ
のトランジスタの出力をぞのまま熱電対の出力に加算し
ただけではノンリニアな熱電対の出力を完全に補償する
ことはできない。
ンプと略称する）の進歩が著しく、これにともなってこ
のＯＰアンプを使用した各種の測定装置の温度特性もか
なり向上した。しかしながら、熱電対を用いて被測定点
の温度を測定する温度計などにおいては熱電対の基準点
温度に応じて前記熱電対の出力を補償する回路（基準点
補償回路）の精度が温度計の測定精度に直接影響し、こ
の基準点補償回路の精度以上に温度計の精度を高めるこ
とはできない。そこでこの種の基準点補償回路では、通
常特性のバラツキが小さいトランジスタを用いて熱電対
の基準点温度を測定し、この測定結果を熱電対の出力に
加算して基準点温度の上昇によって生じる熱電対の出力
電圧の低下を補償するようにしているが、周知のように
トランジスタはリニアな温度特性を持っているので、こ
のトランジスタの出力をぞのまま熱電対の出力に加算し
ただけではノンリニアな熱電対の出力を完全に補償する
ことはできない。
この発明は上記の事情に鑑み、基準点の温度変化に対す
る熱電対の出力変化と前記基準点の温度変化に対するト
ランジスタの出力変化とのずれを補償して前記熱電対の
基準点温度変化に起因する測定誤差をほぼ零にすること
ができる熱電対の基準点補償回路を提供することを目的
とするものである。
る熱電対の出力変化と前記基準点の温度変化に対するト
ランジスタの出力変化とのずれを補償して前記熱電対の
基準点温度変化に起因する測定誤差をほぼ零にすること
ができる熱電対の基準点補償回路を提供することを目的
とするものである。
そしてこの発明による熱電対の基準点補償回路において
はこの目的を達成するために、熱電対の基準点温度を検
出するトランジスタの出力と予め定められている設定電
圧とを比較し、この比較結果に基づいて前記基準点温度
の変化に対する前記熱電対の出力変化に対応した特性を
持つ補正電圧を発生ずるとともに、この補正電圧を電圧
シフト回路に供給して上記熱電対の出力を補償さゼる補
償手段を設け、この補償手段が前記補償電圧として出力
する折れ線関数特性などの関数特性を有する補正電圧で
前記基準点の温度変化に対する前記熱電対の出力変化を
近似してこれを補償するようにしたことを特徴としてい
る。
はこの目的を達成するために、熱電対の基準点温度を検
出するトランジスタの出力と予め定められている設定電
圧とを比較し、この比較結果に基づいて前記基準点温度
の変化に対する前記熱電対の出力変化に対応した特性を
持つ補正電圧を発生ずるとともに、この補正電圧を電圧
シフト回路に供給して上記熱電対の出力を補償さゼる補
償手段を設け、この補償手段が前記補償電圧として出力
する折れ線関数特性などの関数特性を有する補正電圧で
前記基準点の温度変化に対する前記熱電対の出力変化を
近似してこれを補償するようにしたことを特徴としてい
る。
以下この発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
第１図はこの発明による熱電対の基準点補償回路の第１
実施例を適用した温度測定回路の一例を示す回路図であ
る。
実施例を適用した温度測定回路の一例を示す回路図であ
る。
この図において、符号１は被測定物の温度を検出する熱
電対であり、この熱電対１の一端は第１の接合点（基準
点）２ａを介して接地されるとともに、他端は第２の接
合点（基準点）２ｂ、端子３を順次直列に介して電圧シ
フト回路４の第３入力端子４ｃに接続されている。電圧
シフト回路４は前記第３入力端子４ｃにその非反転入力
端子が接続されるＯＰアンプ５と、このＯＰアンプ５の
反転入力端子にその一端が接続される第１、第２の入力
抵抗６、７、接地抵抗８、帰還抵抗９とを有するもので
あり、第１、第２の抵抗６、７の各他端は各々前記電圧
シフト回路４の第１、第２入力端４ａ、４ｂに接続され
るとともに、前記接地抵抗８の他端は接地され、かつ前
記帰還抵抗９の他端は前記ＯＰアンプ５の出力端子に接
続されている。したがって、前記熱電対１が被測定物の
温度を検出してこの検出結果に対応した熱起電圧を出力
すれば、電圧シフト回路４によって前記第１、第２の入
力端子４ａ、４ｂに供給されている各電圧分だか前記熱
起電圧が電圧シフトされて出力端子４ｄから出力される
。
電対であり、この熱電対１の一端は第１の接合点（基準
点）２ａを介して接地されるとともに、他端は第２の接
合点（基準点）２ｂ、端子３を順次直列に介して電圧シ
フト回路４の第３入力端子４ｃに接続されている。電圧
シフト回路４は前記第３入力端子４ｃにその非反転入力
端子が接続されるＯＰアンプ５と、このＯＰアンプ５の
反転入力端子にその一端が接続される第１、第２の入力
抵抗６、７、接地抵抗８、帰還抵抗９とを有するもので
あり、第１、第２の抵抗６、７の各他端は各々前記電圧
シフト回路４の第１、第２入力端４ａ、４ｂに接続され
るとともに、前記接地抵抗８の他端は接地され、かつ前
記帰還抵抗９の他端は前記ＯＰアンプ５の出力端子に接
続されている。したがって、前記熱電対１が被測定物の
温度を検出してこの検出結果に対応した熱起電圧を出力
すれば、電圧シフト回路４によって前記第１、第２の入
力端子４ａ、４ｂに供給されている各電圧分だか前記熱
起電圧が電圧シフトされて出力端子４ｄから出力される
。
また符号１０は前記熱電対１の基準点となる前記第１、
第２の接合点２ａ、２ｂの温度を検出する基準点温度検
出回路であり、前記第１、第２の接合点２ａ、２ｂと熱
的に短絡されたトランジスタ（温度検出素子）１１と、
このトランジスタ１１のエシッタにその反転入力端子が
接続され、かつ前記トランジスタ１１のベ−スとコレク
タとの接続点Ｐ１にその出力端子が接続されるＯＰアン
プ１２と、この０Ｐアンプ１２の前記反転入力端子と負
電源端子１３との間に介挿される抵抗１４と、該電源端
子１３と接地点との間に順次直列に介挿される抵抗１５
、可変抵抗１６、抵抗１８と有し、零調整用の前記可変
抵抗１６の摺動端子に得られた電圧で前記ＯＰアンプ１
２の非反転入力端子電圧を可変し得るように構成されて
いる。したがって、前記第１、第２の接合点２ａ、２ｂ
の温度が変化ずれば、トランジスタ１１がこれを検出し
てＯＰアンプ１２の出力電圧を変化させ、この結果得ら
れた電圧を基準点温度検出回路１０の出カ端子１８から
出力して前記電圧シフト回路４の第２入力端子４ａに供
給し、これによって熱電対１の出力とを補正させて電圧
シフト回路４の出力端子４ｄから出力される温度検出信
号を第２図（イ）に示すような出力電圧特性にする。
第２の接合点２ａ、２ｂの温度を検出する基準点温度検
出回路であり、前記第１、第２の接合点２ａ、２ｂと熱
的に短絡されたトランジスタ（温度検出素子）１１と、
このトランジスタ１１のエシッタにその反転入力端子が
接続され、かつ前記トランジスタ１１のベ−スとコレク
タとの接続点Ｐ１にその出力端子が接続されるＯＰアン
プ１２と、この０Ｐアンプ１２の前記反転入力端子と負
電源端子１３との間に介挿される抵抗１４と、該電源端
子１３と接地点との間に順次直列に介挿される抵抗１５
、可変抵抗１６、抵抗１８と有し、零調整用の前記可変
抵抗１６の摺動端子に得られた電圧で前記ＯＰアンプ１
２の非反転入力端子電圧を可変し得るように構成されて
いる。したがって、前記第１、第２の接合点２ａ、２ｂ
の温度が変化ずれば、トランジスタ１１がこれを検出し
てＯＰアンプ１２の出力電圧を変化させ、この結果得ら
れた電圧を基準点温度検出回路１０の出カ端子１８から
出力して前記電圧シフト回路４の第２入力端子４ａに供
給し、これによって熱電対１の出力とを補正させて電圧
シフト回路４の出力端子４ｄから出力される温度検出信
号を第２図（イ）に示すような出力電圧特性にする。
このように、熱電対１の基準点温度が上昇してこの熱電
対１の出力電圧が低下すれば、これに応じて基準点温度
検出回路１０のトランジスタ１１のベース・エシッタ間
電圧が低下してこの基準点温度検出回路１０の出力電圧
が低下し、この低下分が電圧シフト回路４で反転されて
前記熱電対１の出力に加算される。
対１の出力電圧が低下すれば、これに応じて基準点温度
検出回路１０のトランジスタ１１のベース・エシッタ間
電圧が低下してこの基準点温度検出回路１０の出力電圧
が低下し、この低下分が電圧シフト回路４で反転されて
前記熱電対１の出力に加算される。
また、前記基準点温度検出回路１０の出力は折れ線関数
発生回路１９の入力端子２０にも供給される。折れ線関
数発生回路１９はその正電源端子２１に印加された電圧
＋Ｖを分圧する抵抗２２．２３と、これら抵抗２２、２
３の接続点Ｐ２と前記入力端子２０との間に直列に介挿
される抵抗２４、２５と、これら抵抗２４、２５の接続
点Ｐ３にその非反転入力端子が接続されるＯＰアンプ２
６と、このＯＰアンプ２６の反転入力端子と接地点との
間に介挿される抵抗２７と、前記ＯＰアンプ２６の反転
入力端子と出力端子との間にそのアノード、カソードが
順次直列に接続されるダイオード２８とを有するもので
あり、前記基準点温度検出回路１０の出力に対応した折
れ線関数特性を有する電圧（補正電圧）を発生してその
出力端子２９から出力し、前記電圧シフト回路４のつ第
２入力端子４ｂに供給する。すなわち、折れ線関数発生
回路１９はその入力端子に供給されている電圧が低下し
てＯＰアンプ２６の非反転入力端子電圧がその反転入力
端子電圧（ほぼＯＶ）より小さくなった時に、０Ｐアン
プ２６の出力を負側に切換えてダイオード２８を導通さ
せ、このダイオード２６のアノード電圧を０Ｐアンプ２
６の非反転入力端子電圧と等しくするとともに、この電
圧を出力端子２９から出力して前記電圧シフト回路４に
供給する。したがって例えば、トランジスタ１１が２５
℃になった時に折れ線関数発生回路１９が動作してその
出力端子２９から補正電圧を出力するように、かつ０℃
の時に基準点温度検出回路１０の出力による補正量が熱
電対１の出力誤差分と一致し、さらに２５℃，５０℃の
時に該基準点温度検出回路１０の出力と折れ線関数発生
回路１９の出力とによる補正量が前記熱電対１の出力誤
差と一致するように各抵抗６〜９、１４、１５、１７、
２２〜２４、２７の各値および可変抵抗１６の値を設定
すれば、第２図に示すように基準電圧検出回路１０のみ
によって得られる出力電圧誤差（イ）に比べてその誤差
が小さい出力電圧誤差（ロ）を得ることができる。
発生回路１９の入力端子２０にも供給される。折れ線関
数発生回路１９はその正電源端子２１に印加された電圧
＋Ｖを分圧する抵抗２２．２３と、これら抵抗２２、２
３の接続点Ｐ２と前記入力端子２０との間に直列に介挿
される抵抗２４、２５と、これら抵抗２４、２５の接続
点Ｐ３にその非反転入力端子が接続されるＯＰアンプ２
６と、このＯＰアンプ２６の反転入力端子と接地点との
間に介挿される抵抗２７と、前記ＯＰアンプ２６の反転
入力端子と出力端子との間にそのアノード、カソードが
順次直列に接続されるダイオード２８とを有するもので
あり、前記基準点温度検出回路１０の出力に対応した折
れ線関数特性を有する電圧（補正電圧）を発生してその
出力端子２９から出力し、前記電圧シフト回路４のつ第
２入力端子４ｂに供給する。すなわち、折れ線関数発生
回路１９はその入力端子に供給されている電圧が低下し
てＯＰアンプ２６の非反転入力端子電圧がその反転入力
端子電圧（ほぼＯＶ）より小さくなった時に、０Ｐアン
プ２６の出力を負側に切換えてダイオード２８を導通さ
せ、このダイオード２６のアノード電圧を０Ｐアンプ２
６の非反転入力端子電圧と等しくするとともに、この電
圧を出力端子２９から出力して前記電圧シフト回路４に
供給する。したがって例えば、トランジスタ１１が２５
℃になった時に折れ線関数発生回路１９が動作してその
出力端子２９から補正電圧を出力するように、かつ０℃
の時に基準点温度検出回路１０の出力による補正量が熱
電対１の出力誤差分と一致し、さらに２５℃，５０℃の
時に該基準点温度検出回路１０の出力と折れ線関数発生
回路１９の出力とによる補正量が前記熱電対１の出力誤
差と一致するように各抵抗６〜９、１４、１５、１７、
２２〜２４、２７の各値および可変抵抗１６の値を設定
すれば、第２図に示すように基準電圧検出回路１０のみ
によって得られる出力電圧誤差（イ）に比べてその誤差
が小さい出力電圧誤差（ロ）を得ることができる。
第３図はこの発明による基準点補償回路の第２実施例を
適用した温度測定回路の一例を示す回路図である。この
図に示す回路が第１図に示す回路と異なる点は、抵抗３
５〜３７およびＯＰアンプ４０からなる加算回路４０に
よって基準点温度検出回路１０の出力および折れ線関数
発生回路１９の出力を加算した後、この加算結果を抵抗
４２〜４４およびＯＰアンプ４５からなる電圧シフト回
路４６に供給して熱電対１の出力に加算するようにした
ことである。このように、基準点温度検出回路１０、折
れ線関数発生回路１９と電圧シフト回路４６との間に加
算回路４４を設け、折れ線関数発生回路１９の動作切り
換え時のショックが直接電圧シフト回路４６に伝わらな
いようにしても良い。
適用した温度測定回路の一例を示す回路図である。この
図に示す回路が第１図に示す回路と異なる点は、抵抗３
５〜３７およびＯＰアンプ４０からなる加算回路４０に
よって基準点温度検出回路１０の出力および折れ線関数
発生回路１９の出力を加算した後、この加算結果を抵抗
４２〜４４およびＯＰアンプ４５からなる電圧シフト回
路４６に供給して熱電対１の出力に加算するようにした
ことである。このように、基準点温度検出回路１０、折
れ線関数発生回路１９と電圧シフト回路４６との間に加
算回路４４を設け、折れ線関数発生回路１９の動作切り
換え時のショックが直接電圧シフト回路４６に伝わらな
いようにしても良い。
また上述した各実施例においては、折れ線関数発生回路
１９の動作切り換え点を１つにしているが、２つ以上の
動作切換え点を設けねば、ざらに精密な近似を行なうこ
とができる。
１９の動作切り換え点を１つにしているが、２つ以上の
動作切換え点を設けねば、ざらに精密な近似を行なうこ
とができる。
また、折れ線関数発生回路１９に代えて、ＤＡ変換器な
どを用いた関数発生器あるいは他の構成部品からなる関
数発生器を設け、基準点温度検出回路１０の出力をコン
パレートあるいはＡ／Ｄ変換してその大きさを判別し、
この判別結果で前記関数発生器を制御して熱電対１の温
度特性に近似した関数電圧を発生させるようにしても良
い。
どを用いた関数発生器あるいは他の構成部品からなる関
数発生器を設け、基準点温度検出回路１０の出力をコン
パレートあるいはＡ／Ｄ変換してその大きさを判別し、
この判別結果で前記関数発生器を制御して熱電対１の温
度特性に近似した関数電圧を発生させるようにしても良
い。
以上説明したようにこの発明による熱電対の基準点補償
回路は、熱電対の基準点温度をトランジスタによって検
出するとともに、この検出結果に基づいて前記熱電対の
基準点温度の変化に対する温度特性に近い特性の補正電
圧を発生して前記熱電対の出力を補償するようにしたの
で、基準点の温度変化に対する熱電対の出力変化と前記
基準点の温度変化に対するトランジスタの出力変化との
ずれを無くずことかでき、これによって前記熱電対の基
準点温度変化に起因する測定誤差を無くすことかできる
。
回路は、熱電対の基準点温度をトランジスタによって検
出するとともに、この検出結果に基づいて前記熱電対の
基準点温度の変化に対する温度特性に近い特性の補正電
圧を発生して前記熱電対の出力を補償するようにしたの
で、基準点の温度変化に対する熱電対の出力変化と前記
基準点の温度変化に対するトランジスタの出力変化との
ずれを無くずことかでき、これによって前記熱電対の基
準点温度変化に起因する測定誤差を無くすことかできる
。
第１図はこの発明による熱電対の基準点補償回路の第１
実施例を適用した温度測定回路の一例を示す回路図、第
２図は同実施例を説明するための特性図、第３図はこの
発明に熱電対の基準点補償回路の第２実施例を適用した
温度測定回路の一例を示す回路図である。 １…熱電対、４…電圧シフト回路（電圧ンフト手段）、
１０…基準点温度検出回路、１１…トランジスタ、１９
…折れ線関数発生回路（比較手段、補正電圧発生手段）
。
実施例を適用した温度測定回路の一例を示す回路図、第
２図は同実施例を説明するための特性図、第３図はこの
発明に熱電対の基準点補償回路の第２実施例を適用した
温度測定回路の一例を示す回路図である。 １…熱電対、４…電圧シフト回路（電圧ンフト手段）、
１０…基準点温度検出回路、１１…トランジスタ、１９
…折れ線関数発生回路（比較手段、補正電圧発生手段）
。
Claims (2)
- （１）熱電対の基準点温度を温度検出素子で検出し、こ
の検出結果に対応した補償電圧を電圧シフト回路に供給
して前記熱電熱電対力を補償させる熱電対の基準点補償
回路において、前記温度検出素子の出力と予め定められ
ている設定電圧とを比較する比較手段と、この比較手段
の比較結果に基づいて補正電圧を発生する補正電圧発生
手段と、この補正電圧発生手段の出力に基づいて前記熱
電対出力を補償する電圧シフト手段とを具備したことを
特徴とする熱電対の基準点補償回路。 - （２）前記補正電圧発生手段は、前記比較結果に基づい
て折れ線関数特性を有する補正電圧を発生することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱電対の基準点補
償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15634583A JPS6049236A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 熱電対の基準点補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15634583A JPS6049236A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 熱電対の基準点補償回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6049236A true JPS6049236A (ja) | 1985-03-18 |
| JPH0217069B2 JPH0217069B2 (ja) | 1990-04-19 |
Family
ID=15625730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15634583A Granted JPS6049236A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 熱電対の基準点補償回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6049236A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104160254A (zh) * | 2012-02-23 | 2014-11-19 | 菲尼克斯电气公司 | 具有位置补偿的温度测量模块 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53109680A (en) * | 1977-03-04 | 1978-09-25 | Takeda Riken Ind Co Ltd | Temperature compensating circuit for generating voltage |
-
1983
- 1983-08-29 JP JP15634583A patent/JPS6049236A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53109680A (en) * | 1977-03-04 | 1978-09-25 | Takeda Riken Ind Co Ltd | Temperature compensating circuit for generating voltage |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104160254A (zh) * | 2012-02-23 | 2014-11-19 | 菲尼克斯电气公司 | 具有位置补偿的温度测量模块 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0217069B2 (ja) | 1990-04-19 |
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