JPS6375531A - 熱電対温度計 - Google Patents
熱電対温度計Info
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- JPS6375531A JPS6375531A JP22033686A JP22033686A JPS6375531A JP S6375531 A JPS6375531 A JP S6375531A JP 22033686 A JP22033686 A JP 22033686A JP 22033686 A JP22033686 A JP 22033686A JP S6375531 A JPS6375531 A JP S6375531A
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- thermocouple
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 210000003371 toe Anatomy 0.000 description 1
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱電対を温度検出素子とする淘瓜計に関する
もので、特にその基準接点補償手段に改良を施したもの
である。
もので、特にその基準接点補償手段に改良を施したもの
である。
(従来の技術)
熱電対温度計の基準接点補償手段としてトランジスタの
ベース・エミッタ間の電圧vbeの温度依存性を利用し
たものが知られている。このようなトランジスタを基準
接点の補償に用いた場合、例えば″ (1)Vbeを測定し、その測定値を△/D変換してそ
のディジタル・データを保持する。次に、熱電対出力を
Δ/D変換し、イのアークから先に求めたVbeを加算
する。これにより熱電対の基準接点補償を行なう。この
ような補償手段を供えた熱電対温If泪は公知のもので
あるが、△/D変換を2回行う必要があり、又演算を必
要とづるので、高速の熱電対温度計には向かない。
ベース・エミッタ間の電圧vbeの温度依存性を利用し
たものが知られている。このようなトランジスタを基準
接点の補償に用いた場合、例えば″ (1)Vbeを測定し、その測定値を△/D変換してそ
のディジタル・データを保持する。次に、熱電対出力を
Δ/D変換し、イのアークから先に求めたVbeを加算
する。これにより熱電対の基準接点補償を行なう。この
ような補償手段を供えた熱電対温If泪は公知のもので
あるが、△/D変換を2回行う必要があり、又演算を必
要とづるので、高速の熱電対温度計には向かない。
(2)基準接点補償をアナログ回路で行う場合の公知の
回路を第8図に示す。第8図において、基準接点補償用
1ヘランジスタTrのVba出力は分圧器りにより分圧
された後、熱電対TCの出力ど共にプリアンプP△に加
えられて加算される。これにより、プリアンプPAから
基準接点補面がなされた出力が得られる。この場合、例
えば温度が400℃のとき、熱電対TCの出ツノはほぼ
20mvである。それに対して、トランジスタTrのv
beの値はほぼ600mv (室温)のオフセット電圧
があるため、Vbe電圧を上記のように分圧器りにより
分圧する必要がある。
回路を第8図に示す。第8図において、基準接点補償用
1ヘランジスタTrのVba出力は分圧器りにより分圧
された後、熱電対TCの出力ど共にプリアンプP△に加
えられて加算される。これにより、プリアンプPAから
基準接点補面がなされた出力が得られる。この場合、例
えば温度が400℃のとき、熱電対TCの出ツノはほぼ
20mvである。それに対して、トランジスタTrのv
beの値はほぼ600mv (室温)のオフセット電圧
があるため、Vbe電圧を上記のように分圧器りにより
分圧する必要がある。
本発明はこのような問題点を解決する為になされたもの
で、高速処理ができ、かつダイナミックレンジが損なわ
れることのない構成の簡単な熱電対温度計を提供するこ
とを目的としICものである。
で、高速処理ができ、かつダイナミックレンジが損なわ
れることのない構成の簡単な熱電対温度計を提供するこ
とを目的としICものである。
本発明は上記の目的を達成する為に帰還形パルス幅変調
方式のA/D変換器を用い、パルス幅変調回路の系の周
期を決定でる方形波クロックの方に基準接点補償用トラ
ンジスタのVbeを利用するようにしたものである。以
下、本発明を説明する前に公知のパルス幅変調方式のA
/D変換器について第5図を用いて説明する。第5図に
J5いて、PWMはパルス幅変調回路である。パルス幅
変調回路PWMにおいて、IGは積分器で、この積分器
は演算増幅器OPどこの演算増幅器の帰j!回路に接続
されたコンデンサC1及び入力抵抗R1とで構成されて
いる。COPは積分器IGに接続された比較器、十ES
は正、負の基準電源、SWは切換スイッチである。基準
電源子F 6はスイッチSWと抵抗素子R2を介して積
分器IGを構成する演算増幅器OPの入力端に接続され
ている。
方式のA/D変換器を用い、パルス幅変調回路の系の周
期を決定でる方形波クロックの方に基準接点補償用トラ
ンジスタのVbeを利用するようにしたものである。以
下、本発明を説明する前に公知のパルス幅変調方式のA
/D変換器について第5図を用いて説明する。第5図に
J5いて、PWMはパルス幅変調回路である。パルス幅
変調回路PWMにおいて、IGは積分器で、この積分器
は演算増幅器OPどこの演算増幅器の帰j!回路に接続
されたコンデンサC1及び入力抵抗R1とで構成されて
いる。COPは積分器IGに接続された比較器、十ES
は正、負の基準電源、SWは切換スイッチである。基準
電源子F 6はスイッチSWと抵抗素子R2を介して積
分器IGを構成する演算増幅器OPの入力端に接続され
ている。
±ECは系の周期を決定する方形波クロック電圧発生回
路で、その出力端子は抵抗素子R3を介して演算増幅器
OPの入力端に接続されている。
路で、その出力端子は抵抗素子R3を介して演算増幅器
OPの入力端に接続されている。
このような構成のパルス幅変調回路において、入力「×
が零の時、その動作波形図は第6図の如く示される。第
6図において、±[Cは方形波クロック電圧で、その周
期を王とける。積分器IGはこの方形波クロック電圧E
Cと基準電圧卜ESを加算積分し、その積分出力が零に
達すると比較器COPの出力によりスイッチSWが切換
えられ、積分器IQは今度は[Cと基準電圧−ESとを
加算積分し、その積分出力が零に達すると比較器COP
の出力により再びスイッチswが切換えられる。即ら、
積分器IGはその入力端子に与えられる一周期平均の直
流電圧が零になるように動作匁る。従って、スイッチS
WがM*電圧十「Sに切換えられている期間をT1.−
ESに切換えられている期間をT2とすると下式が成立
する。 EC・(T/2)十FS−TI− EC・ (T/2>+ES−T2 ・・・(1)
(1)式より71=T2となる。
が零の時、その動作波形図は第6図の如く示される。第
6図において、±[Cは方形波クロック電圧で、その周
期を王とける。積分器IGはこの方形波クロック電圧E
Cと基準電圧卜ESを加算積分し、その積分出力が零に
達すると比較器COPの出力によりスイッチSWが切換
えられ、積分器IQは今度は[Cと基準電圧−ESとを
加算積分し、その積分出力が零に達すると比較器COP
の出力により再びスイッチswが切換えられる。即ら、
積分器IGはその入力端子に与えられる一周期平均の直
流電圧が零になるように動作匁る。従って、スイッチS
WがM*電圧十「Sに切換えられている期間をT1.−
ESに切換えられている期間をT2とすると下式が成立
する。 EC・(T/2)十FS−TI− EC・ (T/2>+ES−T2 ・・・(1)
(1)式より71=T2となる。
次に、入力として+EXが加わった場合、その動作波形
図は第7図の如く示される。この場合、下式が成立する
。
図は第7図の如く示される。この場合、下式が成立する
。
EX−T+EC・ (T/2) トES・王1− E
C・(T72>+ES・王2 2 ’T・EX=2ES (T2−TI >、’、
E X = E S (T 2− T’ 1 ) /
T −(2)(1)式及び(2)式から明らかな
ように、スイッチswによって基準電圧+[S又は−[
Sが選択されている時間は入力EXの大きさに対応する
。即ち、比較器G O+)より得られるパルスの幅は入
ノ)EXの人ぎざに応じて変調される。従って、このパ
ルス幅を比較器CoPの出力端子に接続されたグー[−
制御回路GOを用いてディジタル的に計数Jるようにす
れば、その計数値は入力[×の大きさに対応する。本発
明はこのようなパルス幅変調形のA/D変換器を利用し
て、部品数が少なく高速測定が可能でダイナミックレン
ジを広くとる事の出来る熱電対を検出素子とする温度計
を実現したものである。以下、実施例について説明する
。
C・(T72>+ES・王2 2 ’T・EX=2ES (T2−TI >、’、
E X = E S (T 2− T’ 1 ) /
T −(2)(1)式及び(2)式から明らかな
ように、スイッチswによって基準電圧+[S又は−[
Sが選択されている時間は入力EXの大きさに対応する
。即ち、比較器G O+)より得られるパルスの幅は入
ノ)EXの人ぎざに応じて変調される。従って、このパ
ルス幅を比較器CoPの出力端子に接続されたグー[−
制御回路GOを用いてディジタル的に計数Jるようにす
れば、その計数値は入力[×の大きさに対応する。本発
明はこのようなパルス幅変調形のA/D変換器を利用し
て、部品数が少なく高速測定が可能でダイナミックレン
ジを広くとる事の出来る熱電対を検出素子とする温度計
を実現したものである。以下、実施例について説明する
。
〔実施例〕
第1図は本発明に係わる熱電対温度計の一実施例の接続
図である。なお、第1図において、第5図と同一部分は
第5と同一符号を(=Iしてそれらの再説明は省略する
。第1図において、TOは熱電対で、この熱電対はパル
ス幅変調回路PWMの入力端子INに接続されている。
図である。なお、第1図において、第5図と同一部分は
第5と同一符号を(=Iしてそれらの再説明は省略する
。第1図において、TOは熱電対で、この熱電対はパル
ス幅変調回路PWMの入力端子INに接続されている。
Trは基準接点補償用のトランジスタ、■Sはこのトラ
ンジスタに接続された定電流源を示すものである。FC
lは方形波り[1ツク電圧発生器である。第5図におい
ては、方形波クロック電圧発生器ECとして±[Cのク
ロック電圧を発生する回路を示したが、第1図におG)
る方形波クロック電圧発生器ECIの出力として一定値
の負の電圧−ECを用い、正の電圧子ECとして基準接
点補償用トランジスタTrのベース・■ミッタ間の電圧
Vbeを利用して得るようにしたものである。
ンジスタに接続された定電流源を示すものである。FC
lは方形波り[1ツク電圧発生器である。第5図におい
ては、方形波クロック電圧発生器ECとして±[Cのク
ロック電圧を発生する回路を示したが、第1図におG)
る方形波クロック電圧発生器ECIの出力として一定値
の負の電圧−ECを用い、正の電圧子ECとして基準接
点補償用トランジスタTrのベース・■ミッタ間の電圧
Vbeを利用して得るようにしたものである。
即ち、
−EC−基準接点部の0℃に於けるトランジスタT r
の電圧。
の電圧。
Δvbe−1・基準接点部のt℃に於けるTr (t℃
)の電圧−Tr(0℃)の電圧。
)の電圧−Tr(0℃)の電圧。
とじた場合、EC1回路の
+側クロック電圧−EC+2Δvb○ ・・・(3)
に選ばれている。この方形クロック電圧は過変調になら
ないように、予想される入力電圧[Xの最大値より充分
大きな値に選ばれている。
に選ばれている。この方形クロック電圧は過変調になら
ないように、予想される入力電圧[Xの最大値より充分
大きな値に選ばれている。
このような構成のパルス幅変調回路において、入力EX
が零の時、その動作波形図は第2図の如く示される。第
2図において、±ECは周期Tの方形波クロック電圧で
、+側のクロック電圧+ECの値は(3)式で示される
ように選ばれている。積分器IGは第5図と同様に、方
形波クロック電圧(E C+ 2・ΔVbe)と基準電
圧子ESとを加算積分し、その積分出力が零に達すると
比較器COPの出力によりスイッチSWが切換えられ、
積分器IGは今度は−ECと基準電圧−ESとを加算積
分し、その積分出力が零に達すると比較器COPの出力
により再びスイッチSWが切換えられる。したがって、 (2・ΔVbe十EC) ・(T/2>+ES IT1
=EC・(T/2>+ES −T2 ・・・(4)
が成立する。(4)式は [T (2−ΔVbe+EC)/:2)=((T−EC
)/2)+ES (T2−T1)・・・(5) 2・八Vbe+EC= (T −EC+2ES (T2
−T1 ))/T ・・・(6)2・ΔVbe=
(T−EC−T・EC+2ES(T2−TI))/T
・・・(7)2 ・ΔVbe = (2
ES (T2−T1)]/T・・・(8) 、°、 ΔVbe= (ES (T2−T1
))/T・19)(9)式より明らかなように、基準接
点補償電圧△Vbeは基準電圧[Sのパルス幅の差(T
2−T1 )に比例するので、(T2−T1)を比較器
copの出力端子に接続されたグー1−制御回路GCを
用いてディジタル的に81数するようにづれば、ΔVb
eをディジタル化することできる。
が零の時、その動作波形図は第2図の如く示される。第
2図において、±ECは周期Tの方形波クロック電圧で
、+側のクロック電圧+ECの値は(3)式で示される
ように選ばれている。積分器IGは第5図と同様に、方
形波クロック電圧(E C+ 2・ΔVbe)と基準電
圧子ESとを加算積分し、その積分出力が零に達すると
比較器COPの出力によりスイッチSWが切換えられ、
積分器IGは今度は−ECと基準電圧−ESとを加算積
分し、その積分出力が零に達すると比較器COPの出力
により再びスイッチSWが切換えられる。したがって、 (2・ΔVbe十EC) ・(T/2>+ES IT1
=EC・(T/2>+ES −T2 ・・・(4)
が成立する。(4)式は [T (2−ΔVbe+EC)/:2)=((T−EC
)/2)+ES (T2−T1)・・・(5) 2・八Vbe+EC= (T −EC+2ES (T2
−T1 ))/T ・・・(6)2・ΔVbe=
(T−EC−T・EC+2ES(T2−TI))/T
・・・(7)2 ・ΔVbe = (2
ES (T2−T1)]/T・・・(8) 、°、 ΔVbe= (ES (T2−T1
))/T・19)(9)式より明らかなように、基準接
点補償電圧△Vbeは基準電圧[Sのパルス幅の差(T
2−T1 )に比例するので、(T2−T1)を比較器
copの出力端子に接続されたグー1−制御回路GCを
用いてディジタル的に81数するようにづれば、ΔVb
eをディジタル化することできる。
次に第1図の回路において、熱電対TCの出力が加わっ
た場合の動作波形図は第3図の如くなる。
た場合の動作波形図は第3図の如くなる。
この場合、
EX−T+(2−△Vbe+FC) ・(T/2)+E
S −TI=(T/2) ・ 1ニ C→−ES
−T2・・・00) (2EX−T+T (2△Vbe+EC))/2= (
T−EC+2ES (T2−TI))/2・・・(11
) 2−T(FX+ΔVbe) −2・ES (T2−TI > ・・・(12
)3°、 EX十Δvb′e−ES・(T2−T1)
)/T
・・・ (13)(13)式から明らかなように、E
Xに△vbeを加えた電圧でパルス幅変調される。即ち
、T2からT1の差をグー]・制御回路GCを用いて計
数することにより、基準接点補償がなされた熱電対TO
の出力値がディジタル信号で取り出される。
S −TI=(T/2) ・ 1ニ C→−ES
−T2・・・00) (2EX−T+T (2△Vbe+EC))/2= (
T−EC+2ES (T2−TI))/2・・・(11
) 2−T(FX+ΔVbe) −2・ES (T2−TI > ・・・(12
)3°、 EX十Δvb′e−ES・(T2−T1)
)/T
・・・ (13)(13)式から明らかなように、E
Xに△vbeを加えた電圧でパルス幅変調される。即ち
、T2からT1の差をグー]・制御回路GCを用いて計
数することにより、基準接点補償がなされた熱電対TO
の出力値がディジタル信号で取り出される。
このディジタル信号は図外の表示器でディジタル表示さ
れ、これにより基準接点補償がなされた熱電対温度計を
得ることができる。
れ、これにより基準接点補償がなされた熱電対温度計を
得ることができる。
第4図は本発明の他の実施例の熱電対温度計の接続図で
ある第4図にJ3いて、Trは基準接点補償用のトラン
ジスタでこのトランジスタlrの出力Vbeはパルス幅
変調回路PWMを構成する積分器IGの加算点に接続さ
れている。その他の部分は第5図と全く同じであるので
、再説明は省略する。この熱電対温度81においては、
パルス幅変調形△/D変換器の入力として、熱電対出力
EX及び基準接点補償用1〜ランジスタ1rの電圧vb
Cが加えられてΔ/D変換される。この第4図に於ける
パルス幅変調回路PWMの一般解は(F X −1−V
b e ) / E S =(T2−TI)/−’T
・・・(14)となる。
ある第4図にJ3いて、Trは基準接点補償用のトラン
ジスタでこのトランジスタlrの出力Vbeはパルス幅
変調回路PWMを構成する積分器IGの加算点に接続さ
れている。その他の部分は第5図と全く同じであるので
、再説明は省略する。この熱電対温度81においては、
パルス幅変調形△/D変換器の入力として、熱電対出力
EX及び基準接点補償用1〜ランジスタ1rの電圧vb
Cが加えられてΔ/D変換される。この第4図に於ける
パルス幅変調回路PWMの一般解は(F X −1−V
b e ) / E S =(T2−TI)/−’T
・・・(14)となる。
以上の如く、本発明によればパルス幅変調回路を用い、
その方形波クロック電圧に基準接点補償電圧を加えるよ
うに構成したので・、1度の△/D変換でずみかつ演算
手段も不要で、しかも従来装置の如く入力ブリ・アンプ
のダイナミック・レンジを損なうことのない基準接点補
償手段を供えた構成の簡単な熱電対温磨削を1qること
ができる、。
その方形波クロック電圧に基準接点補償電圧を加えるよ
うに構成したので・、1度の△/D変換でずみかつ演算
手段も不要で、しかも従来装置の如く入力ブリ・アンプ
のダイナミック・レンジを損なうことのない基準接点補
償手段を供えた構成の簡単な熱電対温磨削を1qること
ができる、。
第1図は本発明に係わる熱電対温度h4の一実施例の接
続図、第2図及び第3図は第1図回路の動作を説明する
ための波形図、第4図本発明に係わる熱電対温度31の
他の実施例の接続図、第5図は本発明を説明するための
パルス幅変調形△/D変換器の接続図、第6図及び第7
図は第5図回路の動作を説明するための波形図、第8図
は従来装置の一例の接続図である。 PWM・・・パルス幅変調回路、IG・・・積分器、C
OP・・・比較器、±[S・・・基準電圧源、EC1・
・・方形波クロック電Fト介牛回路。 + 第4図 第5図 7Il−! 第6図 第7図 〒七叉 第8図
続図、第2図及び第3図は第1図回路の動作を説明する
ための波形図、第4図本発明に係わる熱電対温度31の
他の実施例の接続図、第5図は本発明を説明するための
パルス幅変調形△/D変換器の接続図、第6図及び第7
図は第5図回路の動作を説明するための波形図、第8図
は従来装置の一例の接続図である。 PWM・・・パルス幅変調回路、IG・・・積分器、C
OP・・・比較器、±[S・・・基準電圧源、EC1・
・・方形波クロック電Fト介牛回路。 + 第4図 第5図 7Il−! 第6図 第7図 〒七叉 第8図
Claims (1)
- 熱電対の出力を積分する積分器に従属接続された比較器
の出力によって切換えられ前記積分器に加えられる正、
負の基準電圧源、及び正、負の方形波クロック電圧を発
生しこのクロック電圧が前記積分器に加えられて系の周
期を決定する方形波クロック電圧発生回路を有する熱電
対温度計において、基準接点補償用のトランジスタを設
け前記方形波クロック電圧発生回路より得られる負のク
ロック電圧を一定値とし、正のクロック電圧を前記トラ
ンジスタのベース・エミッタ間の電圧を利用して得るよ
うに構成したことを特徴とする熱電対温度計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22033686A JPS6375531A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 熱電対温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22033686A JPS6375531A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 熱電対温度計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6375531A true JPS6375531A (ja) | 1988-04-05 |
Family
ID=16749549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22033686A Pending JPS6375531A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 熱電対温度計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6375531A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4830021B2 (ja) * | 2006-05-19 | 2011-12-07 | ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | 温度センサ・アダプタおよび方法 |
JP4830020B2 (ja) * | 2006-05-19 | 2011-12-07 | ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | センサ・アダプタおよび方法 |
JP2014230269A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | ▲し▼創電子股▲ふん▼有限公司 | 温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路及びその電子装置 |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP22033686A patent/JPS6375531A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4830021B2 (ja) * | 2006-05-19 | 2011-12-07 | ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | 温度センサ・アダプタおよび方法 |
JP4830020B2 (ja) * | 2006-05-19 | 2011-12-07 | ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | センサ・アダプタおよび方法 |
JP2014230269A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | ▲し▼創電子股▲ふん▼有限公司 | 温度検出機能を具えたアナログデジタル変換回路及びその電子装置 |
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