JPS6142138Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は熱電対断線検出回路に関する。

従来の熱電対断線検出回路の一例は、第１図に
示すように構成されている。即ち、例えば直流電
源（例えば水銀電池）１０１から高抵抗１０２を
経て熱電対補償導線１０３および熱電対１０４に
電流を流しておき、熱電対が断線したときに、直
流電源１０１および高抵抗１０２の直列回路の両
端間に現われる比較的高い電圧を、フイルター１
０５、フライングキヤパシター１０６、リレーマ
ルチプレクサ１０７、増幅器１０８およびアナロ
グ−デイジタル変換器１０９を含む起電力処理部
１１０に与えることにより、熱電対１０４の断線
を検出することとしていた。しかるに、このよう
な回路構成では、熱電対を断線せずに、熱電対の
熱起電力を起電力処理部１１０に与えて熱起電力
を測定する過程においても、断線検出のための電
圧が誤差要因として熱電対の熱起電力とともに起
電力処理部に入力される。このために生じる誤差
は、補償導線が長い程大きくなり、測定精度を低
下させるという問題があつた。また直流電源１０
１として水銀電池を用いている場合には、その消
費のため交換をする必要があつた。

熱電対断線検出の他の方法として、フライング
キヤパシター１０６に大きな電圧を加えて、これ
を充電し、熱電対を通して放電させるようにし、
フライングキヤパシター１０６の電圧を一定時間
毎に繰返し測定することによつて断線の有無を検
出するものがあるが、この方法では入力スキヤン
レイトが低下するという問題がある。

本考案の目的は、入力スキヤンレイトを低下さ
せることなく、高速にかつ高精度に断線検出を行
なうことができ、しかも熱電対の温度測定の精度
を損わない、安価な熱電対断線検出回路を提供す
ることにある。

本考案によれば、熱電対と起電力処理部との間
に電界効果トランジスタ（FET）が直列接続さ
れ、熱起電力測定時にはこのFETを導通にし、
断線検出時にはFETを非導通にする。パルスト
ランスの二次コイルが熱電対とともに閉回路を形
成するように接続され、また一次コイルは定電流
スイツチング回路を介して直流電源に接続されて
いる。このスイツチング回路は断線検出パルスに
より導通する。スイツチング回路の導通による一
次コイルの電圧降下は二次コイルの負荷状態によ
つて即ち熱電対が断線しているかどうかによつて
異なる。そこで本考案では、パルストランスの一
次コイルの電圧降下を所定の基準電圧と比較し、
この比較結果によつて断線の有無を判定する。パ
ルストランスに電流が流れている間は、FETは
非導通になる。

第２図は本考案の一実施例を示したものであ
る。同図において、１は熱電対、２は補償導線で
９は補償導線２と熱電対１の合成抵抗を示す。３
は巻線比が１対１の断線検出用パルストランス６
の逆電圧防止ダイオード、４はFET８の順バイ
アス防止ダイオード、５はインピーダンス補償ダ
イオード、７はFET８のバイアス抵抗で、FET
８は断線検出電流をフイルター１６に流さないよ
うにするため設けられたものである。１１は定電
流スイツチ回路、１３は基準電圧電源、１４は電
圧比較器、１５は論理積回路、２１はフライング
キヤパシター、２２はリレーマルチプレクサ、２
３は増幅器、２４はアナログ−デイジタル変換器
で、部材１６，２１，２２，２３および２４によ
り、熱電対１の熱起電力を処理する起電力処理部
３０が構成されている。増幅器２３および変換器
２４は複数の熱電材に対して共通に設けられ、キ
ヤパシター２１およびマルチプレクサ２２は複数
あるが、図面上、キヤパシター２１およびマルチ
プレクサ２２ならびに熱電対１はそれぞれ１つだ
け示され、他のものは省略されている。２５はア
ナログ入力制御部で、マルチプレクサ２２に熱起
電力測定指令信号ａを与えるとともに、スイツチ
ング回路１１に断線検出パルスｂを与える。

通常、FET８は導通状態にあり、熱電対１の
熱起電力はFET８を通つて、さらにフイルター
１６を通つて、キヤパシター２１に供給される。

制御部２５より、リレーマルチプレクサ２２に
第３図ａに示すようなタイミングで熱起電力測定
指令信号ａが与えられると、マルチプレクサ２２
は増幅器２３側にスイツチし、キヤパシター２１
に充電された電圧が増幅器２３に供給されて、熱
起電力の測定が行なわれる。制御部２５は、Ａ／
Ｄ変換器２４に、Ａ／Ｄ変換開始の指令等の制御
信号を与える。

リレーマルチプレクサ２３が増幅器２３側にス
イツチされている間に、制御部２５からスイツチ
ング回路１１に第３図ｂに示すような断線検出信
号ｂが与えられる。これにより、スイツチング回
路１１が導通し、パルストランス６の一次コイル
に電流が流れ、これに従つてパルストランス６の
２次コイル補償導線２、熱電対１、補償導線２、
バイアス抵抗７およびダイオード５の経路で電流
が流れる。この電流による、合成抵抗９およびバ
イアス抵抗７における電圧降下により、FET８
は逆バイアスされて非導通になる。従つて、フイ
ルター１６は熱電対１から切離される。

パルストランス６の二次コイルの負荷抵抗は、
熱電対が断線していないときは合成抵抗９とバイ
アス抵抗７の和に等しいが、熱電対が断線してい
るときは無限大である。このため、一次コイルの
電圧降下は、熱電対の断線の有無によつて大きく
異なる、従つて、比較器１４の−側入力端子にお
ける電位は、熱電対が断線していないときは第３
図ｃに破線で示すように変化し、熱電対が断線し
ているときは、第３図ｃに実線で示すように変化
する。第３図ｃで鎖線は基準電圧電源１３により
比較器１４の＋側入力端子に与えられる基準レベ
ルである。

比較器１４の−側入力端子の電位が＋側入力端
子の電位よりも低いときには、比較器１４は、２
値論理信号の「１」を出力する。この信号は、制
御部２５に与えられ、この信号により熱電対の断
線が検出される。

以上のように本考案によれば、FET８により
起電力処理部を切離し、熱電対を負荷とするパル
ストランスの一次側に定電流スイツチング回路を
通して電圧を加え、該一次側の電圧降下に基いて
熱電対の断線の有無を検出するようにしたので、
スイツチング回路を導通させるパルスの発生毎に
断線検出をすることが可能であり、信頼性の高い
データが得られる。また断線検出のための電圧が
熱起電力処理部に加わならいので、熱起電力測定
の精度を低下させない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱電対断線検出回路の一例を示
す配線図、第２図は本考案の熱電対断線検出回路
の一実施例を示す配線図、第３図ａ〜ｄは第２図
の回路の各部の信号を示す線図である。 １…熱電対、２…補償導線、６…パルストラン
ス、８…FET、１１…定電流スイツチ回路、１
４…比較器、１６…フイルタ、３０…起電力処理
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 熱電対と該熱電対の熱起電力を処理する起電力
   処理部との間にソース．ドレイン回路が直列接続
   された電界効果トランジスタと、二次コイルが前
   記熱電対とともに閉回路を形成するように接続さ
   れたパルストランスと、前記パルストランスの一
   次コイルを直流電源に結合する定電流スイツチン
   グ回路と、断線検出パルスを前記スイツチング回
   路に与えて前記スイツチング回路を導通させる回
   路と、前記パルストランスの一次コイルの電圧降
   下を基準電圧と比較する比較器とを備え、前記パ
   ルストランスの二次コイルは、前記スイツチング
   回路が導通して前記パルストランスの二次コイル
   と前記熱電対により構成される閉回路に電流が流
   れたとき、前記電界効果トランジスタを非導通に
   するように接続されている、熱電対断線検出回
   路。