TW202100962A - 溫度輸入單元、溫度測定裝置及程式 - Google Patents

溫度輸入單元、溫度測定裝置及程式 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種溫度輸入單元(100)，該溫度輸入單元(100)係具備藉由熱電偶(1)及測溫電阻體之至少一方來測定測定對象物之溫度的功能，且具備斷線檢測手段(16)，該斷線檢測手段(16)係對前述熱電偶(1)與連接於熱電偶的補償導線(2)流通用以檢測斷線的斷線檢測電流。控制部(20)係在藉由熱電偶(1)測定測定對象物的溫度之前，藉由控制端子切換部(13)與輸入電路切換部(14)而將補償導線(2)連接於測溫電阻體檢測電路(18)與A／D轉換部(19)，求得流通斷線檢測電流時因補償導線(2)的電阻而產生的電壓降的預測值。控制部(20)係藉由控制端子切換部(13)與輸入電路切換部(14)而將補償導線(2)連接於熱電偶輸入電路(15)與A／D轉換部(19)，從熱電偶輸入電路(15)所檢測出的熱電動勢的測定值減去預測值，而求得修正後的熱電動勢的測定值。

Description

溫度輸入單元、溫度測定裝置及程式
本發明係關於溫度輸入單元、溫度測定裝置及程式。
使用有熱電偶的溫度感測器，係利用了對熱電偶產生的熱電動勢會伴隨著溫度變化而變化之特性的溫度感測器。使用有熱電偶的溫度感測器，係將直流電流流通於熱電偶及補償導線，並測定熱電偶及補償導線之兩端的電位差作為熱電動勢，而從所測定的電壓值來檢測溫度。補償導線係將熱電偶及計測器予以連接的導線。
為了檢測熱電偶及補償導線的斷線，使用有熱電偶的溫度感測器係具備斷線檢測手段，該斷線檢測手段係將微弱的直流電流流通至熱電偶及補償導線，並根據其電流的變化而檢測熱電偶及補償導線的斷線。已知設有斷線檢測手段的情形下，熱電動勢的測值會產生誤差。其原因在於：當將微弱的直流電流流通至熱電偶及補償導線時，起因於因補償導線的電阻所產生的電壓降而造成的誤差係被包含在熱電動勢的測定值中。
因此，以往，使用者使測定對象的溫度上升而藉由熱電偶測定了測定對象的溫度之後，測定補償導線的電阻值，針對從電阻值所求得的電壓值的誤差的量來修正熱電動勢的測定值。然後，於熱電動勢的修正完成之後，再度測定了測定對象的溫度。
再者，於專利文獻1中記載有：對熱電偶及補償導線流通交流電流而非直流電流，並根據交流成分的變化來檢測斷線。專利文獻1記載的構成，係根據直流成分的變化來測定熱電動勢，根據交流成分的變化來檢測斷線。因此，於熱電動勢的測定值不會產生誤差。 [先前技術文獻] [專利文獻]
(專利文獻1) 日本特開2005-83989號公報
（發明所欲解決的課題）
如以往的方式，若為預先測定補償導線的電阻值，並針對從電阻值所求得的電壓值的誤差的量來修正熱電動勢的測定值的方法，則使用者必須在測定對象之溫度的測定之前，使測定對象之溫度上升而藉由熱電偶測定測定對象之溫度之後，測定補償導線的電阻。因此，使用者必須進行繁雜的事前作業。
若是專利文獻1所記載的構成，在使用了熱電偶的溫度感測器中，必須另外設置一般不使用的交流信號產生手段用來檢測斷線，而使電路構成變得複雜。而且，費用也高升。
本發明係鑒於上述問題而完成者，目的在於達到不需要使用者進行繁雜的事前作業，而且以簡易的構成，修正起因於補償導線的電阻所造成的溫度的測定誤差。 （用以解決課題的手段）
為了達成上述目的，本發明的溫度輸入單元係具備藉由熱電偶及測溫電阻體之至少一方來測定測定對象物之溫度的功能，且具備斷線檢測手段，該斷線檢測手段係於藉由熱電偶測定溫度時，對熱電偶與連接熱電偶的補償導線流通用以檢測斷線的斷線檢測電流。溫度輸入單元具備的熱電偶檢測電路，係在藉由熱電偶測定溫度時，檢測連接於溫度輸入單元之熱電偶及補償導線的熱電動勢。測溫電阻體檢測電路，係在藉由測溫電阻體測定溫度時，對連接於溫度輸入單元的測溫電阻體流通定電流，而檢測測溫電阻體的電阻。連接切換部，係將補償導線連接於熱電偶檢測電路或測溫電阻體檢測電路。測定部，係在藉由熱電偶測定溫度時，從熱電偶檢測電路所檢測出的熱電動勢求得測定對象物的溫度，且在藉由測溫電阻體測定溫度時，從測溫電阻體檢測電路所檢測出的測溫電阻體的電阻求得測定對象物的溫度。測定部係在藉由熱電偶測定測定對象物的溫度之前，藉由控制連接切換部而將補償導線連接於測溫電阻體檢測電路，求得流通斷線檢測電流時因補償導線的電阻而產生的電壓降的預測值。測定部係藉由控制連接切換部而將補償導線連接於熱電偶檢測電路，從熱電偶檢測電路所檢測出的熱電動勢的測定值減去預測值，而求得修正後的熱電動勢的測定值。 （發明的效果）
本發明的溫度輸入單元，係在藉由熱電偶測定測定對象物的溫度之前，藉由控制連接切換部而將補償導線連接於測溫電阻體檢測電路，求得流通斷線檢測電流時因補償導線的電阻而產生的電壓降的預測值，藉由控制連接切換部而將補償導線連接於熱電偶檢測電路，從熱電偶檢測電路檢測出的熱電動勢的測定值減去預測值，而求得修正後的熱電動勢的測定值。由於溫度輸入單元具備如此的構成，所以不須於進行測定對象物的溫度測定之前，為了測定補償導線之電阻值而使測定對象物的溫度上升，藉由熱電偶測定溫度。從而，能夠不需要使用者進行繁雜的事前作業，即可修正起因於因補償導線的電阻而產生的電壓降所造成的測定誤差。再者，由於溫度輸入單元係利用用以測定溫度而具備的測溫電阻體輸入電路求得修正值，所以不須大幅的構成變更。因此，能夠以簡易的構成，修正起因於因補償導線的電阻而產生的電壓降所造成的測定誤差。
(實施型態) 第1圖所示的溫度輸入單元100，係於生產系統、控制系統等中運作的可程式邏輯控制器所包含的功能單元。溫度輸入單元100具備有：使用熱電偶來測定測定對象物之溫度的功能、以及使用測溫電阻體來測定測定對象物之溫度的功能。溫度輸入單元100係將所測定的溫度輸出至控制可程式邏輯控制器整體的CPU單元。熱電偶係包含結合兩種類不同的金屬體所製成的電路，且係利用藉由電路之一方的接合部與另一方的接合部的溫度差而產生熱電動勢的特性來測定溫度的感測器。熱電偶係藉由補償導線而連接於溫度輸入單元100。補償導線係將熱電偶連接至溫度輸入單元100的導線。測溫電阻體係利用金屬或金屬氧化物的電性阻抗會因溫度變化而變化的特性來測定溫度的感測器。
在作為實施型態之特徵性的構成上，溫度輸入單元100係在使用熱電偶測定溫度之前，求得用以修正測定值之誤差的修正值。當使用熱電偶來測定測定對象物之溫度時，溫度輸入單元100就依據預先求得的修正值來修正測定值。溫度輸入單元100係本發明之溫度輸入單元的一例。
測定值產生誤差係因以下的理由所致。為了檢測熱電偶及補償導線的斷線，溫度輸入單元100係具備有對熱電偶及補償導線流通斷線檢測用的直流電流的手段。當對熱電偶及補償導線流通斷線檢測用的直流電流時，會因熱電偶及補償導線的電阻而產生電壓降。因該電壓降而使熱電動勢的測定值產生誤差。此外，一般而言，熱電偶之線材的電阻值為每一公尺數歐姆左右，再者，熱電偶的線材大多較短。因此，可考量為熱電偶的電阻較小。從而，於實施型態中，係將因熱電偶的電阻而產生的電壓降設想為不會對測定值的誤差造成影響者，而修正因補償導線的電阻而產生的電壓降所造成的誤差。
如第1圖所示，溫度輸入單元100具有：供熱電偶1及補償導線2連接的熱電偶輸入端子11；供測溫電阻體連接的測溫電阻體輸入端子12；切換熱電偶輸入端子11之連接目的地的端子切換部13；切換來自感測器之輸入的輸入電路切換部14；檢測熱電偶1之熱電動勢的熱電偶輸入電路15；檢測熱電偶1及補償導線2之斷線的斷線檢測電路16；對測溫電阻體流通電流的定電流源17；檢測測溫電阻體之電阻之變化的測溫電阻體輸入電路18；將熱電偶輸入電路15及測溫電阻體輸入電路18之輸出值轉換成數位值的A／D(Analog/Digital)轉換部19；控制溫度輸入單元100之各部的控制部20；以及記憶修正值的記憶部21。
熱電偶1為例如K熱電偶、S熱電偶、R熱電偶 。補償導線2為使用了與熱電偶1大致相同的熱電動勢特性之金屬的導線，且係將熱電偶1與溫度輸入單元100予以連結的導線。
熱電偶輸入端子11為供補償導線2連接的輸入端子。熱電偶輸入端子11係藉由端子切換部13而連接於熱電偶輸入電路15。圖示的例子中，熱電偶輸入端子11的一方係連接補償導線2。熱電偶輸入端子11的另一方係接地。使用了熱電偶1之溫度測定時，使用者係將熱電偶1及補償導線2連接於熱電偶輸入端子11。
測溫電阻體輸入端子12為供不圖示的測溫電阻體連接的輸入端子。圖示的例子中，測溫電阻體輸入端子12之一方係供測溫電阻體連接。測溫電阻體輸入端子12的另一方係接地。使用了測溫電阻體之溫度測定時，使用者係將測溫電阻體連接於測溫電阻體輸入端子12。
端子切換部13例如為包含半導體開關，藉由控制部20的控制，而將熱電偶輸入端子11、與熱電偶輸入電路15或測溫電阻體輸入電路18連接。使用了熱電偶1之溫度測定時，使用者係將連接了熱電偶1之補償導線2的一端連接於熱電偶輸入端子11。此情形下，當將端子切換部13的開關對A側導通(ON)時，補償導線2就與熱電偶輸入電路15電性連接。當將端子切換部13的開關對B側導通時，補償導線2就與測溫電阻體輸入電路18電性連接。
輸入電路切換部14例如為包含半導體開關，藉由控制部20的控制，而將熱電偶輸入電路15或測溫電阻體輸入電路18連接於A／D轉換部19。當輸入電路切換部14的開關對C側導通時，熱電偶輸入電路15就與A／D轉換部19電性連接。當輸入電路切換部14的開關對D側導通時，測溫電阻體輸入電路18就與A／D轉換部19電性連接。端子切換部13與輸入電路切換部14為本發明之連接切換部的一例。
熱電偶輸入電路15係藉由端子切換部13而連接於熱電偶輸入端子11，且係藉由輸入電路切換部14而連接於A／D轉換部19。熱電偶輸入電路15係包含放大器，將所輸入的電壓信號放大並輸出。熱電偶1及補償導線2連接於熱電偶輸入端子11，端子切換部13的開關對A側導通，且輸入電路切換部14的開關對C側導通時，熱電偶輸入電路15係將從熱電偶1及補償導線2輸入來的熱電動勢予以放大，並將經放大後的電壓信號輸出至A／D轉換部19。圖示的例子中，由於將熱電偶輸入端子11的一端接地，所以熱電偶輸入電路15係輸出將熱電偶1及補償導線2與接地之間的電位差予以放大後的電壓信號。熱電偶輸入電路15和後述的A／D轉換部19與控制部20一同作為檢測熱電偶及補償導線之熱電動勢的熱電偶檢測電路而發揮功能。
斷線檢測電路16為檢測熱電偶1及補償導線2之斷線的手段，且藉由端子切換部13而連接於補償導線2。端子切換部13的開關對A側導通時，補償導線2與斷線檢測電路16係電性連接。斷線檢測電路16係包含電源161、以及斷線檢測用電阻162。電源161為用以對熱電偶1及補償導線2流通直流電流的電源。斷線檢測用電阻162限制從電源161朝熱電偶1及補償導線2流動的電流。從而，可將朝熱電偶1及補償導線2流動的電流設為微弱的電流。斷線檢測電路16朝熱電偶1及補償導線2流動的電流稱為斷線檢測電流。
定電流源17為對測溫電阻體流通定電流的電流源。圖示的例子係用以對測溫電阻體流通定電流，而從測溫電阻體的兩端的電位差求得測溫電阻體的電阻值。
測溫電阻體輸入電路18係連接於測溫電阻體輸入端子12，且係藉由輸入電路切換部14而連接於A／D轉換部19。測溫電阻體輸入電路18包含放大器而將所輸入的電壓信號放大並輸出。測溫電阻體係連接於測溫電阻體輸入端子12，當輸入電路切換部14的開關對D側導通時，測溫電阻體輸入電路18係將從測溫電阻體所輸入的電壓信號放大，並將經放大的電壓信號輸出至A／D轉換部19。圖示的例子中，將測溫電阻體輸入端子的一端接地，因此，測溫電阻體輸入電路18係將接地與測溫電阻體之間的電位差放大後的信號輸出。定電流源17及測溫電阻體輸入電路18係與後述的A／D轉換部19及控制部20一同作為檢測測溫電阻體之電阻的測溫電阻體檢測電路而發揮功能。
如前述的方式，溫度輸入單元100係在使用了熱電偶之溫度測定之前，求得用以修正測定值之誤差的修正值。因此，當端子切換部13的開關對B側導通，且輸入電路切換部14的開關對D側導通時，測溫電阻體輸入電路18係將從熱電偶輸入端子11所輸入的電壓信號放大，並將經放大的信號輸出至A／D轉換部19。
A／D轉換部19將所輸入的電壓信號所示的類比值轉換成數位值，並將轉換後的值輸出至控制部20。輸入電路切換部14的開關對C側導通時，A／D轉換部19係將熱電偶輸入電路15所輸出之電壓信號所示的類比值轉換成數位值，並將轉換後的值輸出至控制部20。輸入電路切換部14的開關對D側導通時，A／D轉換部19係將測溫電阻體輸入電路18所輸出之電壓信號所示的類比值轉換成數位值，並將轉換後的值輸出至控制部20。
控制部20包含CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)，係執行記憶部21所記憶的程式，而實現溫度輸入單元100的各種功能。
在實施型態中，於進行使用了熱電偶1之溫度測定時，控制部20係控制端子切換部13及輸入電路切換部14，以使補償導線2與熱電偶輸入電路15與A／D轉換部19電性連接。此時，熱電偶輸入電路15係將從熱電偶輸入端子11所輸入的電壓信號放大，並將經放大的電壓信號輸出至A／D轉換部19。A／D轉換部19係將從熱電偶輸入電路15所供給的電壓信號所示的類比值轉換成數位值，並將經轉換的值輸出至控制部20。因此，當控制部20從A／D轉換部19被供給數位值時，就將所供給的數位值進行修正。控制部20係參照已儲存於記憶部21的標準熱電動勢表，而取得與經修正之數位值對應的溫度的測定值。控制部20係將顯示所取得之溫度的資料供給至例如CPU單元。
於實施型態中，控制部20係於使用了熱電偶1之溫度測定之前，求得用以修正測定值之誤差的修正值，從A／D轉換部19所供給的數位值減去修正值，而求得經修正的數位值。具體而言，控制部20係在溫度測定之前，控制端子切換部13及輸入電路切換部14，以使熱電偶輸入端子11與測溫電阻體輸入電路18與A／D轉換部19電性連接。此時，測溫電阻體輸入電路18係將從熱電偶輸入端子11所輸入的電壓信號放大，並將經放大的電壓信號輸出至A／D轉換部19。A／D轉換部19係將從測溫電阻體輸入電路18所供給的電壓信號所示的類比值轉換成數位值，並將經轉換的值輸出至控制部20。因此，控制部20係從A／D轉換部19所供給的數位值求得修正值，將所求得的修正值記憶到記憶部21。修正值的算出方法後述之。
控制部20係於進行使用了測溫電阻體的溫度測定時，控制輸入電路切換部14，以使測溫電阻體輸入端子12與測溫電阻體輸入電路18與A／D轉換部19電性連接。此時，測溫電阻體輸入電路18係將從測溫電阻體輸入端子12所輸入的電壓信號放大，並將經放大的電壓信號輸出至A／D轉換部19。A／D轉換部19係將從測溫電阻體輸入電路18所供給的電壓信號所示的類比值轉換成數位值，並將經轉換的值輸出至控制部20。當控制部20從A／D轉換部19被供給數位值時，就從所供給的數位值、與從定電流源17流通的電流之電流值算出測溫電阻體的電阻值。控制部20係參照已儲存在記憶部21的電阻值表，而取得與所算出的電阻值對應之溫度的測定值。控制部20係將表示所取得的溫度的資料供給至例如CPU單元。控制部20為本發明之測定部的一例。
記憶部21係包含揮發性記憶體及非揮發性記憶體，且係記憶用以實現溫度輸入單元100之各種功能的程式及使用於程式之執行的資料。記憶部21更記憶使用於使用了熱電偶1之溫度測定的標準熱電動勢表、及使用於使用了測溫電阻體之溫度測定的測溫電阻體的電阻值表。標準熱電動勢表及電阻值表為例如依照JIS規格的表。記憶部21係記憶以後述的方法所預先算出的修正值。
接著，說明修正的方法。首先，使用了熱電偶1之溫度測定時，從斷線檢測電路16流通之微弱的直流電流係以端子切換部13、補償導線2、熱電偶1、補償導線2的順序流通。第2圖顯示端子切換部13的開關對A側導通時之以第1圖的虛線包圍起來的部分的等效電路。將熱電偶1的電阻值設為r1，將補償導線2之各者的電阻值設為r2，將端子切換部13之開關連接於A側時的導通電阻值設為r3A，將從電源161流通的直流電流的電流值設為I1。此時，輸入至熱電偶輸入電路15之電壓V1以下列式(1)表示。 V1＝(r1＋2 × r2＋r3A) × I1 …… (1)
如前述方式，熱電偶1的電阻大多比補償導線2的電阻小，因熱電偶1的電阻而產生的電壓降對測定值的誤差造成的影響大多較小，因此，於此不考慮熱電偶1的電阻。此情形下，輸入熱電偶輸入電路15的電壓V1如下列式(2)所示。 V1＝(2 × r2＋r3A) × I1 …… (2)
於實施型態中，控制部20係以未流通斷線檢測電流的狀態來預先測定補償導線2之兩端的電壓，並從所測定的電壓值求得修正值。控制部20係以如次的方法來測定未流通斷線檢測電流的狀態的補償導線2之兩端的電壓。控制部20於以熱電偶1進行的溫度測定前，將端子切換部13之開關對B側導通，將補償導線2連接於測溫電阻體輸入電路18。此時，從定電流源17測通的直流電流係以端子切換部13、補償導線2、熱電偶1、補償導線2的順序流通。第3圖顯示端子切換部13的開關對B側導通時之以第1圖的虛線包圍起來的部分的等效電路。將補償導線2的電阻值設為r2，將端子切換部13之開關連接於B側時的導通電阻值設為r3B，將從定電流源17流通的直流電流的電流值設為I2。此時，輸入至測溫電阻體輸入電路18之電壓V2以下列式(3)表示。 V2＝(r1＋2 × r2＋r3B) × I2 …… (3)
與上述同樣不考慮熱電偶1的電阻時，輸入測溫電阻體輸入電路18的電壓V2如下列式(4)所示。 V2＝(2 × r2＋r3B) × I2 …… (4)
端子切換部13連接於A側時之導通電阻值r3A、與端子切換部13連接於B側時之導通電阻值r3B，係於同一零件內僅通道(channel)不同，因此，可近似為r3A≒r3B。以下，設為r3A≒r3B＝r3。此情形下，輸入測溫電阻體輸入電路18的電壓V2如下列的方式表示。 V2＝(2 × r2＋r3) × I2 …… (5)
再者，補償導線2的電阻值r2、與端子切換部13的導通電阻值r3大多分別為數百歐姆範圍，或為該範圍以下的電阻值。另一方面，斷線檢測用電阻162大多為使用例如數百萬歐姆範圍的電阻。斷線檢測用電阻162的電阻值比補償導線2的電阻值r2、端子切換部13的導通電阻值r3高。因此，可將從電源161流通的電流視為定電流。
控制部20係以未流通斷線檢測電流的狀態來測定輸入測溫電阻體輸入電路18的電壓V2。藉由以電流的值除該電壓V2，可求得補償導線2的電阻值r2與端子切換部13的導通電阻值r3的和。流通於第3圖所示之電路的直流電流為I2，惟因流通於第2圖之電路的直流電流為I1，所以控制部20係將I1／I2乘上將電壓V2的測定值轉換成數位值之後的值，而求得流通斷線檢測電流時因補償導線2的配線電阻與端子切換部13之通導電阻而產生的電壓降的預測值。使用了熱電偶1之溫度測定時，藉由從熱電偶輸入電路15輸出的電壓信號所示的值減去電壓降的預測值，能夠獲得已除去測定誤差後的測定值。將電壓降的預測值設為修正測定時之測定值的修正值C1。 修正值C1＝V2 × I1／I2 …… (6)
控制部20於使用了熱電偶1之溫度測定時，藉由從熱電偶輸入電路15輸出之電壓信號所示的值減去修正值C1，而修正測定值。
接著，說明具備上述的構成之溫度輸入單元100測定使用了熱電偶1之溫度之一連串的處理。
例如，設想使用者將熱電偶1及補償導線2連接於熱電偶輸入端子11，且將顯示使用設定工具而進行使用了熱電偶1的溫度測定之參數寫入PLC的CPU單元。熱電偶1的熱電動勢係依據前述的特性而因周圍溫度而變化，保持連接熱電偶1的話，對於修正值C1會產生若干的誤差，而難以正確地算出修正值C1。因此，較佳為先使補償導線2的前端短路。因此，設想為使用者將補償導線2的前端短路。之後，使用者再啟動PLC的各單元。於再啟動之後，控制部20係執行算出下列的修正值的事前處理，之後，執行溫度的測定處理。
首先，說明溫度測定前，控制部20執行的事前處理。如第4圖所示，執行事前處理時，控制部20係將補償導線2連接於測溫電阻體輸入電路18(步驟S11)。具體而言，控制部20係控制端子切換部13，而自動地將端子切換部13的開關切換到B側，且控制輸入電路切換部14，而自動地將輸入電路切換部14的開關切換到D側。藉此，補償導線2與測溫電阻體輸入電路18與A／D轉換部19係電性連接。
此時，如第3圖所示，直流電流係從定電流源17以端子切換部13、補償導線2的順序流通。如前述的方式，由於補償導線2的前端短路，所以直流電流不會流通於熱電偶1。測溫電阻體輸入電路18係將所輸入的電壓信號放大並輸出至A／D轉換部19。A／D轉換部19係將所輸入的電壓信號所示的類比值轉換成數位值(步驟S12)。A／D轉換部19係將經轉換的值輸出至控制部20。A／D轉換部19輸出至控制部20的值為輸入至測溫電阻體輸入電路18之電壓V2的數位值。
如上述的式(6)所示，控制部20係將I1／I2乘上從A／D轉換部19所供給的數位值而算出修正值C1(步驟S13)。控制部20係將經算出的修正值C1儲存到記憶部21。以上為事前處理。由於補償導線2的前端短路，所以當事前處理結束時，使用者就將熱電偶1連接於補償導線2。
接著，控制部20開始進行溫度的測定處理。如第5圖所示，於執行測定處理時，控制部20係將補償導線2連接於熱電偶輸入電路15(步驟S21)。具體而言，控制部20係控制端子切換部13，而自動地將端子切換部13的開關切換到A側，且控制輸入電路切換部14，而自動地將輸入電路切換部14的開關切換到C側。藉此，熱電偶1及補償導線2與熱電偶輸入電路15與A／D轉換部19係電性連接。
此時，從斷線檢測電路16流通之微弱的直流電流係依端子切換部13、補償導線2、熱電偶1、補償導線2的順序流通。熱電偶輸入電路15係將所輸入的電壓信號放大並輸出至A／D轉換部19。A／D轉換部19係將所輸入之電壓信號所示的類比值轉換成數位值(步驟S22)。A／D轉換部19係將經轉換的值輸出至控制部20。
控制部20係從A／D轉換部19所供給的數位值減去修正值C1而修正測定值(步驟S23)。控制部20係參照已儲存於記憶部21的標準熱電動勢表，取得與經修正之測定值對應的溫度的測定值(步驟S24)。以上為測定處理。上述的步驟S11至步驟S13、及步驟S21至步驟S24為藉由本發明中的程式而執行之處理的一例。
以上，如已說明的內容，實施型態之溫度輸入單元100係具備檢測熱電偶1之熱電動勢的熱電偶輸入電路15、及檢測測溫電阻體之電阻之變化的測溫電阻體輸入電路18。溫度輸入單元100係於使用熱電偶1的測定前，將補償導線2連接於測溫電阻體輸入電路18，在以未流通斷線檢測電流的狀態來求得補償導線2之配線電阻值與端子切換部13之導通電阻值的和。溫度輸入單元100從補償導線2之配線電阻值與端子切換部13之導通電阻值之和，來求得對熱電偶1及補償導線2流通斷線檢測電流時會發生之電壓降的預測值，並將所求得的值作為修正值。於溫度測定時，溫度輸入單元100係從測定值減去修正值而修正測定值。從而，使用者在進行測定對象物之溫度測定之前，不須為了測定補償導線2之電阻值而使測定對象物的溫度上升，而以熱電偶1測定溫度。因此，使用者在進行測定對象物之溫度測定之前不須進行繁雜的作業。
再者，溫度輸入單元100係使用用以測定溫度而具備的測溫電阻體輸入電路18來求取修正值，因此，不須如例如專利文獻1所記載的構成那般地另外追加在一般的熱電偶輸入電路不會使用的構成，不須大幅地變更熱電偶輸入電路的構成。因此，能夠以簡易的構成來修正起因於補償導線2之配線電阻所產生之電壓降所造成的測定誤差。
在實施型態中，使溫度輸入單元100內的記憶部21記憶了用以實現上述功能的程式及資料，惟並不限定於此方式。也可使連接於溫度輸入單元100之其他的裝置所具備的記憶部記憶程式及資料。其他的裝置為例如CPU單元、其他的功能單元。溫度輸入單元100也可將所求得之修正值儲存於其他的裝置的記憶部。如此的情形下，包含溫度輸入單元100和與溫度輸入單元100連接的裝置的構成，係相當於本發明之溫度測定裝置的一例。
上述的實施型態中，說明了可程式邏輯控制器的溫度輸入單元100測定溫度且修正測定值的例子，惟並不限定於此方式。例如，也可為CPU單元具備上述的構成，測定溫度且修正測定值。或者，其他的功能單元具備上述的構成，測定溫度且修正測定值。
於實施型態中，說明了使用者於溫度測定前的事前處理中，將補償導線2的前端予以短路的例子，惟也可為使用者不將補償導線2的前端予以短路。不將補償導線2的前端予以短路時，雖然因熱電偶1的熱電動勢而會使修正值C1包含些微的誤差，但是與實施型態同樣地，溫度輸入單元100能夠修正起因於補償導線2之配線電阻所產生之電壓降所造成的測定誤差。
作為記錄上述程式的記錄媒體者，乃能夠使用USB記憶體、軟性磁碟(flexible disk)、CD光碟(compact disc)、DVD(Digital Versatile Disk；數位多功能光碟)、Blu-ray(商標登記)、MO(Magneto-Optical Disc；磁光碟)、SD卡(Secure Digital Memory Card；安全數位卡)、Memory Stick (商標登記)、其他包含磁碟(magnetic disk)、光碟(optical disc、magnetic-optical disc)、半導體記憶體、磁帶(magnetic tape)之電腦可讀取的記錄媒體。
本發明在不脫離廣義的精神與範圍內，可作各式各樣的實施型態及型態變更。再者，上述的實施型態係用以說明本發明者，而非用以限定本發明的範圍者。亦即，本發明的範圍係藉由申請專利範圍來表示而非實施型態。從而，在申請專利範圍及與其同等的發明的意義的範圍內所進行的各式各樣的型態變更都視為在本發明的範圍內。
1:熱電偶 2:補償導線 11:熱電偶輸入端子 12:測溫電阻體輸入端子 13:端子切換部 14:輸入電路切換部 15:熱電偶輸入電路 16:斷線檢測電路 17:定電流源 18:測溫電阻體輸入電路 19:A／D轉換部 20:控制部 21:記憶部 100:溫度輸入單元 161:電源 162:斷線檢測用電阻 C1:修正值 V1、V2:電壓 r1、r2:電阻值 r3、r3A、r3B:導通電阻值 S11~S13、S21~S24:步驟
第1圖係顯示本發明之實施型態之溫度輸入單元之構成的圖。 第2圖係顯示實施型態之補償導線連接於熱電偶輸入電路時之熱電偶輸入電路的等效電路的圖。 第3圖係顯示實施型態之補償導線連接於測溫電阻體輸入電路時之測溫電阻體輸入電路的等效電路的圖。 第4圖係實施型態之溫度輸入單元執行的事前處理的流程圖。 第5圖係實施型態之溫度輸入單元執行的測定處理的流程圖。
1:熱電偶
2:補償導線
11:熱電偶輸入端子
12:測溫電阻體輸入端子
13:端子切換部
14:輸入電路切換部
15:熱電偶輸入電路
16:斷線檢測電路
17:定電流源
18:測溫電阻體輸入電路
19:A/D轉換部
20:控制部
21:記憶部
100:溫度輸入單元
161:電源
162:斷線檢測用電阻

Claims (9)

  1. 一種溫度輸入單元，係具備藉由熱電偶及測溫電阻體之至少一方來測定測定對象物之溫度的功能，且係具備斷線檢測手段，該斷線檢測手段於藉由前述熱電偶測定溫度時，對前述熱電偶與連接於前述熱電偶的補償導線流通用以檢測斷線的斷線檢測電流，該溫度輸入單元係具備： 熱電偶檢測電路，係在藉由前述熱電偶測定溫度時，檢測連接於前述溫度輸入單元之熱電偶及補償導線的熱電動勢； 測溫電阻體檢測電路，係在藉由前述測溫電阻體測定溫度時，對連接於前述溫度輸入單元的測溫電阻體流通定電流，而檢測前述測溫電阻體的電阻； 連接切換部，係將前述補償導線連接於前述熱電偶檢測電路或前述測溫電阻體檢測電路；以及 測定部，係在藉由前述熱電偶測定溫度時，從前述熱電偶檢測電路所檢測出的前述熱電動勢求得前述測定對象物的溫度，且在藉由前述測溫電阻體測定溫度時，從前述測溫電阻體檢測電路檢測出的測溫電阻體的電阻求得前述測定對象物的溫度； 前述測定部係： 在藉由前述熱電偶測定前述測定對象物的溫度之前，藉由控制前述連接切換部而將前述補償導線連接於前述測溫電阻體檢測電路，求得流通前述斷線檢測電流時因前述補償導線的電阻而產生的電壓降的預測值， 藉由控制前述連接切換部而將前述補償導線連接於前述熱電偶檢測電路，從前述熱電偶檢測電路所檢測出的前述熱電動勢的測定值減去前述預測值，而求得修正後的前述熱電動勢的測定值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之溫度輸入單元，其中， 前述測定部係藉由前述測溫電阻體檢測電路求得前述補償導線的電阻值，從前述電阻值與前述斷線檢測電流的電流值求得前述預測值。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之溫度輸入單元，其中， 前述測定部係以前述熱電偶連接於前述補償導線的狀態，求得前述測定值。
  4. 一種溫度測定裝置，係具備藉由熱電偶及測溫電阻體之至少一方來測定測定對象物之溫度的功能，且係具備斷線檢測手段，該斷線檢測手段於藉由前述熱電偶測定溫度時，對前述熱電偶與連接於前述熱電偶的補償導線流通用以檢測斷線的斷線檢測電流，該溫度測定裝置係具備： 熱電偶檢測電路，係在藉由前述熱電偶測定溫度時，檢測連接於前述溫度測定裝置之熱電偶及補償導線的熱電動勢； 測溫電阻體檢測電路，係在藉由前述測溫電阻體測定溫度時，對連接於前述溫度測定裝置的測溫電阻體流通定電流，而檢測前述測溫電阻體的電阻； 連接切換部，係將前述補償導線連接於前述熱電偶檢測電路或前述測溫電阻體檢測電路；以及 測定部，係在藉由前述熱電偶測定溫度時，從前述熱電偶檢測電路所檢測出的前述熱電動勢求得前述測定對象物的溫度，且在藉由前述測溫電阻體測定溫度時，從前述測溫電阻體檢測電路檢測出的測溫電阻體的電阻求得前述測定對象物的溫度； 前述測定部係： 在藉由前述熱電偶測定前述測定對象物的溫度之前，藉由控制前述連接切換部而將前述補償導線連接於前述測溫電阻體檢測電路，求得流通前述斷線檢測電流時因前述補償導線的電阻而產生的電壓降的預測值， 藉由控制前述連接切換部而將前述補償導線連接於前述熱電偶檢測電路，從前述熱電偶檢測電路所檢測出的前述熱電動勢的測定值減去前述預測值，而求得修正後的前述熱電動勢的測定值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之溫度測定裝置，其中， 前述測定部係藉由前述測溫電阻體檢測電路求得前述補償導線的電阻值，從前述電阻值與前述斷線檢測電流的電流值求得前述預測值。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之溫度測定裝置，其中， 前述測定部係以前述熱電偶連接於前述補償導線的狀態，求得前述測定值。
  7. 一種程式，係使溫度測定裝置執行的程式，該溫度測定裝置係具備藉由熱電偶及測溫電阻體之至少一方測定測定對象物之溫度的功能，且係具備斷線檢測手段，該斷線檢測手段於藉由前述熱電偶測定溫度時，對前述熱電偶與連接於前述熱電偶的補償導線流通用以檢測斷線的斷線檢測電流， 前述溫度測定裝置係具備下列構成的裝置： 熱電偶檢測電路，係在藉由前述熱電偶測定溫度時，檢測連接於前述溫度測定裝置之熱電偶及補償導線的熱電動勢； 測溫電阻體檢測電路，係在藉由前述測溫電阻體測定溫度時，對連接於前述溫度測定裝置的測溫電阻體流通定電流，而檢測前述測溫電阻體的電阻； 連接切換部，係將前述補償導線連接於前述熱電偶檢測電路或前述測溫電阻體檢測電路；以及 測定部，係在藉由前述熱電偶測定溫度時，從前述熱電偶檢測電路所檢測出的前述熱電動勢求得前述測定對象物的溫度，且在藉由前述測溫電阻體測定溫度時，從前述測溫電阻體檢測電路檢測出的測溫電阻體的電阻求得前述測定對象物的溫度； 該程式係進行下列處理： 在藉由前述熱電偶測定前述測定對象物的溫度之前，控制前述連接切換部，以使前述補償導線連接於前述測溫電阻體檢測電路， 求得流通前述斷線檢測電流時因前述補償導線的電阻而產生的電壓降的預測值， 控制前述連接切換部，以使前述補償導線連接於前述熱電偶檢測電路， 使從前述熱電偶檢測電路所檢測出的前述熱電動勢的測定值減去前述預測值，而求得修正後的前述熱電動勢的測定值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之程式，其中， 使前述測定部藉由前述測溫電阻體檢測電路求得前述補償導線的電阻值，使從前述電阻值與前述斷線檢測電流的電流值求得前述預測值。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述之程式，其中， 使前述測定部以前述熱電偶連接於前述補償導線的狀態，求得前述測定值。
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