JPH0241546Y2

JPH0241546Y2 -

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Publication number: JPH0241546Y2
Application number: JP16356987U
Authority: JP
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1990-11-06
Also published as: JPS6375830U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、多点温度測定装置に関するものであ
り、詳しくは、３端子を有する複数の測温抵抗体
を用いた多点温度測定装置の改良に関するもので
あり、測温抵抗体のリード線の抵抗値の影響や測
定点を切り換えるスイツチの接触抵抗の影響を受
けることなく高精度の温度測定が安定に行える装
置を提供するものである。

（従来の技術）第１図は、この種の温度測定装置の概略構成図
であつて、Ａは測温回路、Ｂは自動平衡装置であ
る。測温回路Ａは、３端子を有する複数の測温抵
抗体、これら測温抵抗体に定電流を加える定電流
源、測温抵抗体を選択的に出力端子T₁，T₂に接
続するスイツチなどで構成されている。自動平衡
回路Ｂは、測温回路Ａの出力端子T₁，T₂に接続
され、温度信号を位置情報に変換するものであつ
て、誤差増幅器、電力増幅器、平衡モータ、帰還
電圧発生回路、フイルタ回路などで構成されてい
る。

第２図は、このような回路を具体化した従来の
回路の一例を示す回路図であつて、６打点記録計
の例を示している。第２図において、Rt₁〜Rt₆
は３端子を有する測温抵抗体、r_a1〜r_a6，r_b1〜
r_b6，r_c1〜r_c6はリード線抵抗、SW₁，SW₂は測定
点を切り換えるスイツチ、Ｉは定電流源、Ｕ１は
誤差増幅器、PAは電力増幅器、BMは平衡モー
タ、SLはスライド抵抗、Ｕ２は帰還用増幅器、
Ｆはフイルタ回路である。各測温抵抗体Rt₁〜
Rt₆の端子Taはそれぞれ出力端子T₁に接続され、
端子TbはスイツチSW₁を介して出力端子T₂に接
続されるとともに定電流源Ｉに接続され、端子
TcはスイツチSW₂を介して共通電位点に接続さ
れている。ここでスイツチSW₁，SW₂としては、
機械的に構成され打点機構と同期して回転駆動さ
れるロータリースイツチを用いている。なお、ス
イツチSW₂には補助接点が設けられていて、測定
点切換時に一時的に電力増幅器PAの入力端子を
共通電位点に接続するように構成されている。出
力端子T₁は誤差増幅器Ｕ１の反転入力端子（−）
に接続され、出力端子T₂は誤差増幅器Ｕ１の非
反転入力端子（＋）に接続されている。誤差増幅
器Ｕ１の出力端子は電力増幅器PAを介して平衡
モータBMの巻線に接続されるとともに帰還用増
幅器Ｕ２の反転入力端子（−）および出力端子に
接続されている。帰還用増幅器Ｕ２の非反転入力
端子（＋）にはスライド抵抗SLの出力端子が接
続されている。スライド抵抗SLの出力端子は平
衡モータBMにより駆動される。帰還用増幅器Ｕ
２の出力端子はフイルタ回路Ｆを介して誤差増幅
器Ｕ１の非反転入力端子（＋）に接続されてい
る。

このような構成において、スイツチSW₁，SW₂
により測温抵抗体Rt₁が選択されているものとす
ると、測温抵抗体Rt₁には、＋ｃ→第２のスイツ
チSW₂→端子Tc→測温抵抗体Rt₁→端子Tb→第
１のスイツチSW₁→−ｃ→定電流源Ｉよりなる経
路で電流ｉが流れる。これにより、出力端子T₁
およびT₅には、測温抵抗体Rt₁の抵抗値、すなわ
ち測定温度に関連した電位が現われることにな
り、自動平衡装置Ｂはこのような電位（温度信
号）を位置情報に変換するように動作する。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、このような従来の構成によれば、ス
イツチSW₁，SW₂の接触抵抗が測温抵抗体Rt₁と
直列に接続されることになり、これら第１のスイ
ツチSW₁の接触抵抗と第２のスイツチSW₂の接触
抵抗との差が測定誤差を生じることになる。この
ために、機械的なロータリースイツチよりも信頼
性の高い半導体アナログスイツチを用いて装置全
体の信頼性を高めようとすると、機械的なスイツ
チの接触抵抗よりも大きな半導体アナログスイツ
チのオン抵抗の影響を受けて、より大きな測定誤
差を生じることになる。

本考案は、このような欠点を解決したものであ
り、その目的は、測温抵抗体のリード線抵抗や測
定点を切り換えるスイツチの接触抵抗の影響を受
けることなく高精度かつ安定に多点の温度測定を
行うことができる多点温度測定装置を実現するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段）このような問題点を解決する本考案は、３端子を有し、それぞれの第３の端子が共通の
基準抵抗を介して共通電位点に接続される複数の
測温抵抗体と、これら各測温抵抗体の第１の端子に第２の切換
スイツチを介して選択的に接続される定電流源
と、これら第２の切換スイツチと各測温抵抗体の第
１の端子との接続端が第１の切換スイツチを介し
て選択的に接続される第１の出力端子T₁と、測温抵抗体の第２の端子が第３の切換スイツチ
を介して選択的に接続される第２の出力端子T₂
と、これら出力端子T₁，T₂間に接続され、出力端
子T₁に出力される電位をe₁とし、出力端子T₂に
出力される電位をe₂として、 2e₂−e₁ を演算する演算回路、とで構成されたことを特徴とする。

（実施例）以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説
明する。

第３図は本考案の前提となる装置の構成例を示
す回路図であつて、第２図と同等部分には同一符
号を付している。第３において、ASW１〜ASW
３は半導体アナログスイツチ（以下スイツチと略
す）、PRT１〜PRT３は保護回路、SW₃は第２
図のスイツチSW₂と同様なロータリー形の機械的
接点を有するスイツチ、ADEはアドレスエンコ
ーダ、Ｕ３は増幅器である。各測温抵抗体Rt₁，
Rt₆の端子Taはそれぞれ保護回路PRT１および
スイツチASW１を介して出力端子T₁に接続され
るとともに保護回路PRT２およびスイツチ
ASW₂を介して定電流源Ｉに接続され、端子Tb
は保護回路PRT３およびスイツチASW３を介し
て増幅器Ｕ３の非反転入力端子（＋）に接続さ
れ、端子Tcは共通電位点に接続されている。こ
こで、保護回路PRT１〜PRT６は静電気などの
雑音からスイツチASW１〜ASW３を保護する機
能を有するものであつて、スイツチASW１〜
ASW３の各接点毎に直列に接続された抵抗と逆
極性になるようにして抵抗の一端と共通電位点間
に接続された２個のツエナーダイオードとで構成
されたものを用いる。また、スイツチASW１〜
ASW３としては、複数個のスイツチ要素が同一
ケース内に収納され３ビツトａ〜ｃにコード化さ
れた制御信号で選択的に駆動されるものを用い
る。スイツチSW₃は、前述のように、機械的に構
成され打点機構と同期して回転駆動されるものを
用いる。このスイツチSW₃には可動接点ｃ、主固
定接点ｂ１〜ｂ６および補助固定接点ｄ１〜ｄ６
が設けられていて、可動接点ｃは共通電位点に接
続され、主固定接点ｂ１〜ｂ６はそれぞれ抵抗
R₁〜R₆を介して電源Epに接続されるとともにア
ドレスエンコーダADEに接続され、補助固定接
点ｄ１〜ｄ６は電力増幅器PAの入力端子に接続
されている。アドレスエンコーダADEは、これ
ら主固定接点ｂ１〜ｂ６から送出されるON−
OFFの状態を３ビツトａ〜ｃにコード化し、制
御信号として各スイツチASW１〜ASW３に送出
する。増幅器Ｕ３の出力端子は出力端子T₂に接
続されるとともに低抗分圧回路を介して共通電位
点に接続され、さらに抵抗分圧回路の接続中点は
反転入力端子（−）に接続されている。なお、増
幅器Ｕ３は、自動平衡装置Ｂ側に設けるようにし
てもよい。

このような構成において、スイツチSW₃の可動
接点ｃが主固定接点ｂ１に接続されているものと
すると、アドレスエンコーダADEからは各スイ
ツチASW１〜ASW３の第１番目の接点を閉成す
る制御信号が送出される。これにより、第２図と
同様に、測温抵抗体Rt₁が選択されることにな
り、測温抵抗体Rt₁には、共通電位点→端子Tc→
測温抵抗体Rt₁→端子Ta→保護回路PRT２→ス
イツチASW２→定電流源Ｉよりなる経路で電流
ｉが流れる。この結果、出力端子T₁およびT₂に
は、測温抵抗体Rt₁の抵抗値、すなわち、測定温
度に関連した電位が現われることになる。出力端
子T₁に現われる電位をe₁とすると、 e₁＝（Rt₁＋r_a1＋r_c1）ｉ ……(1) となり、増幅器Ｕ３の非反転入力端子（＋）に現
われる電位をe₂′とすると、 e₂′＝r_c1・ｉ ……(2) となる。ここで、リード線抵抗r_a1〜r_a6，r_b1〜
r_b6，r_c1〜r_c6はそれぞれ等しいものとし、これら
リード線抵抗をｒとすると、 e₁＝（Rt₁＋2r）ｉ ……(3) となり、 e₂′＝ｒ・ｉ ……(4) となる。従つて、自動平衡装置Ｂの誤差増幅器Ｕ
１の非反転入力端子（＋）に増幅器Ｕ３の出力信
号を2r・ｉを補償する大きさにして加えることに
より、リード線抵抗ｒおよびスイツチASW１〜
ASW３の接触抵抗の影響を受けることなく、精
度の高い温度測定が行える。第３図では、増幅器
Ｕ３のゲインを40倍して出力端子T₂に送出し、
その信号を1/20に分圧して誤差増幅器Ｕ２に加え
ている。このようにして測定される温度信号の大
きさは自動平衡装置により位置情報に変換される
ことになり、位置情報は打点記録される。以下同
様に、主固定接点ｂ２〜ｂ６が順次選択されて測
定点が切り換えられ、測定打点記録が行われる。
また、測定点切換時には可動接点ｃが補助固定接
点ｄ１〜ｄ６と接触するので、この期間中は電力
増幅器PAの入力端子は共通電位点に接続される
ことになり、平衡モータBMの回転は一時的に停
止していわゆるBMロツクが行われることにな
る。

このような構成によれば、測定結果が測定点の
切換スイツチの接触抵抗の影響を受けることはな
く、測定点の切換スイツチとして機械的なスイツ
チの接触抵抗よりもオン抵抗は高いものの信頼性
の優れた半導体アナログスイツチを用いることが
でき、従来の機械的なスイツチを用いた装置に比
べて大幅に信頼性を高めることができる。

なお、第３図では、スイツチの制御信号発生回
路を従来の打点機構を構成する機械的スイツチを
用いて構成しているので、大幅な構成の簡略化が
図れる。また、この機械的スイツチの接触抵抗が
測定結果に直接影響を及ぼすことはなく、接触抵
抗の変化は実用上充分無視できる。

また、第３図では、スイツチASW１〜ASW３
として複数個のスイツチが共通のケースに収納さ
れコード化された制御信号で選択的に駆動される
ものを用いる例について説明したが、１個ずつ独
立した複数個のスイツチを用いて例えばスイツチ
SW₃の主固定接点ｂ１〜ｂ６から直接駆動しても
よい。

また、スイツチSW₃における主固定接点間の切
り換えが瞬時に行えるように構成することによ
り、いわゆるBMロツク回路を不要にすることが
できる。

また、スイツチSW₃を電子回路、例えばタイミ
ング発生回路に置き換え、打点機構などもこのタ
イミング発生回路で制御するように構成すること
により、記録計全体の大幅な電子化が図れ、リモ
ートコントロールや打点スキツプなど、機能の拡
張も容易に図ることができる。

また、第３図では、測温抵抗体Rtの端子Tcを
共通電位点に接続する例について説明したが、第
４図に示すように端子Taを共通電位点に接続す
るようにしてもよい。この場合、出力端子T₁に
現われる電位e₁は、 e₁＝（Rt＋2r）ｉ ……(5) となり、出力端子に現われる電指e₂は、 e₂＝（Rt＋ｒ）ｉ ……(6) となる。これらから、自動平衡装置Ｂにおいて、
2e₂−e₁あるいはe₂−（e₁／２）を演算することに
より、温度信号に関連した位置情報を得ることが
できる。

また、第３図では、測温回路Ａから、測温抵抗
体Rt₁〜Rt₆の抵抗値を求める例について示した
が、基準抵抗値に対する測温抵抗体Rt₁〜Rt₆の
抵抗値の変化量として求めることもできる。

第５図はこのような点に着目した本考案で用い
る測温回路Ａの一実施例を示す回路図であつて、
１個の測温抵抗体Rtの例について示している。
第５図において、R₀は測温抵抗体Rtに対する基
準抵抗であつて、Rt＝R₁±△Ｒで表すことがで
きるものであり、共通電位点に接続される測温抵
抗体Rtの端子と共通電位点の間に接続されてい
る。ここで、出力端子T₁に現われる電位e₁は、 e₁＝（Rt＋2f＋R₀）ｉ ……(7) となり、出力端子T₂に現われる電指e₂は、 e₂＝（R₀＋ｒ）ｉ ……(8) となる。従つて、例えば自動平衡装置Ｂにおい
て、2e₂−e₁を演算することにより、測温抵抗体
Rtの抵抗値の変化量△Ｒに関連した位置情報を
得ることができる。そして、このように基準抵抗
R₀を共通電位点に接続される端子と共通電位点
の間に接続しているので、各点とも同種の測温抵
抗体を用いる場合には共用することができ、各測
定点間のバラツキを軽減できる。

なお、基準抵抗値に対する測温抵抗体Rt₁〜
Rt₆の抵抗値の変化量を求める測温回路Ａとして
は、第６図に示すように基準抵抗R₀を定電流源
Ｉに接談される端子と定電流源Ｉの間に接続する
ことも考えられる。第６図において、出力端子
T₁に現われる電位e₁は、 e₁＝（R₀＋2r＋Rt）ｉ ……(9) となり、出力端子T₂に現われる電位e₂は、 e₂＝（Rt＋ｒ）ｉ ……(10) となる。従つて、自動平衡装置Ｂにおいて、2e₂
−e₁を演算することにより、測温抵抗体Rtの抵
抗値の変化量△Ｒに関連した位置情報を得ること
ができる。

しかし、第６図の回路の場合には第５図に示す
実施例のように基準抵抗R₀を共用することは不
可能であつて各点毎に個別に基準抵抗R₀を設け
なければならず、コストが高くなり、各測定点間
に発生するバラツキの補正も必要になつて好まし
くない。

第７図および第８図は、第５図の測温回路Ａか
ら送出される信号を演算処理するために用いる回
路例であつて、第７図の回路では、 e_put＝e₂（１＋R₂／R₁）−e₁（R₂／R₁） ……(11) で表される演算を行い、第８図の回路では、 e_put＝e₁（１＋R₁／R₂） −e₂（１＋R₃／R₄）（R₁／R₂） ……(12) で表される演算を行う。(11)式において、R₁＝R₂
とすると、e_put＝2e₂−e₁となり、（Rt−R₀）ｉで
表される演算結果が得られる。また(12)式におい
て、２＋R₁／R₂（１−R₃／R₄）＝０ ……（13）とすると、リード線抵抗の影響を受けなくなり、
R₁＝R₂、R₄／R₃＝３とすると、−２（Rt−R₀）ｉ
で表される演算結果が得られる。

（考案の効果）以上説明したように、本考案によれば、測温抵
抗体のリード線抵抗や測定点を切り換えるスイツ
チの接触抵抗の影響を受けることなく高精度かつ
安定に多点の温度測定を行うことができる多点温
度測定装置が実現でき、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの種の温度測定装置の概略構成図、
第２図は第１図を具体化した従来の回路の一例を
示す回路図、第３図は本考案の前提となる装置の
構成例を示す回路図、第４図および第６図は測温
回路の他の例を示す回路図、第５図は本考案で用
いる測温回路の一実施例を示す回路図、第７図お
よび第８図は第５図の測温回路Ａから送出される
信号を演算処理するための回路例である。Ａ……測温回路、Ｂ……自動平衡装置、Rt₁〜
Rt₆……測温抵抗体、ASW１〜ASW３……半導
体アナログスイツチ、ADE……アドレスエンコ
ーダ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】３端子を有し、それぞれの第３の端子が共通の
基準抵抗を介して共通電位点に接続される複数の
測温抵抗体と、これら各測温抵抗体の第１の端子に第２の切換
スイツチを介して選択的に接続される定電流源
と、これら第２の切換スイツチと各測温抵抗体の第
１の端子との接続端が第１の切換スイツチを介し
て選択的に接続される第１の出力端子T₁と、測温抵抗体の第２の端子が第３の切換スイツチ
を介して選択的に接続される第２の出力端子T₂
と、これら出力端子T₁，T₂間に接続され、出力端
子T₁に出力される電位をe₁とし、出力端子T₂に
出力される電位をe₂として、 2e₂−e₁ を演算する演算回路、とで構成されたことを特徴とする多点温度測定装
置。