JPH03225233A - Burnout circuit for 3-wire resistor under test - Google Patents

Burnout circuit for 3-wire resistor under test

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JPH03225233A
JPH03225233A JP2019067A JP1906790A JPH03225233A JP H03225233 A JPH03225233 A JP H03225233A JP 2019067 A JP2019067 A JP 2019067A JP 1906790 A JP1906790 A JP 1906790A JP H03225233 A JPH03225233 A JP H03225233A
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JP
Japan
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resistor
lead wire
voltage
output
circuit
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Application number
JP2019067A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Komatsu
健一 小松
Yoshimi Takagi
佳実 高木
Tomoo Kaji
梶 智雄
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Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Manufacturing and Service Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Naka Electronics Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/282Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
    • G01R31/2829Testing of circuits in sensor or actuator systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect the disconnection of a resistor to be measured and to forcedly distribute the output of a microprocessing unit (MPU) to the upper or lower limit by monitoring the changing rate of a voltage corresponding to voltage detecting terminal by the MPU. CONSTITUTION:A constant current source 2 is supplied to a temperature measuring resistor 1 through lead wires A, B2 and a constant current (i) is returned to the source 2 through a COM line 9. Voltage generated on the lead wire A is impressed to the input terminal e1 of a differential amplifier 4 having high impedance through a low pass filter(LPF) circuit consisting of a resistor R1 and capacitor C1. Then, the output e01 of the amplifier 4 is converted into a digital signal by an A/D converter 7 through an input switching circuit 6 for switching plural analog input lines and the ditial signal is fetched to the MPU 8. Voltage generated on a voltage detecting lead wire B1 by regarding the COM line 9 as a reference potential is impressed to the input terminal e2 of a differential amplifier 5 through an LPF circuit consisting of a resistor R2 and capacitor C2 and the output e02 of the amplifier 5 is converted into a digital signal by the A/D converter 7 through the circuit 6 and the digital signal is fetched to the MPU 8.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、3線式被測定抵抗体を使用した温度・電気信
号変換器のバーンアウト回路に係り、特に被測定抵抗体
が断線した時、出力をプラス側、あるいはマイナス側に
振り切らせる動作となる様にしたバーンアウト回路に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a burnout circuit for a temperature/electrical signal converter using a three-wire resistor to be measured, and particularly to a burnout circuit when the resistor to be measured is disconnected. , relates to a burnout circuit that operates to swing the output to the positive or negative side.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、プロセス自動制御系においては、測温抵抗体が
疲労、又は損傷などにより断線した場合、それを検出し
て何等かの処置をこうじて、制御系が安全側に動作する
様にしなければならない。この為、測温抵抗体式の温度
・電気信号変換器においては、測温抵抗体の断線を検出
する為、出力信号をプラス側、あるいはマイナス側のい
ずれかの標準信号範囲外に振り切らせる動作をする回路
を備える事が望ましい。これを一般的にバーンアウト回
路と称している。
In general, in automatic process control systems, if a resistance temperature detector breaks due to fatigue or damage, it must be detected and some measure taken to ensure that the control system operates safely. . For this reason, in a resistance temperature detector type temperature/electrical signal converter, in order to detect a disconnection of the resistance temperature detector, an operation is performed to swing the output signal outside the standard signal range on either the positive side or the negative side. It is desirable to have a circuit to do this. This is generally called a burnout circuit.

一方、測温抵抗体式の温度・電気信号変換器の主要件と
しては、(1)被測定点に設置した被測定抵抗体と、計
器室に設置した変換器とを接続する為の導線抵抗の影響
を自動的に補償できる事。
On the other hand, the main requirements for a resistance temperature detector-type temperature/electrical signal converter are (1) the resistance of the conductor to connect the resistor to be measured installed at the point to be measured and the converter installed in the control room; Being able to automatically compensate for the impact.

(2)任意の測定範囲に対応した、所定の統一電気信号
(例えば、被測定抵抗体としてJISC1604白金測
温抵抗体Pt100ΩatO°Cを用いて、測定範囲0
〜50℃の温度を測定する場合は、100〜120Ωの
入力抵抗変化に対してDC4〜20mAの電気信号)に
変換し出力する事が必要である。この為、上記の例では
20Ωの入力レンジに対して5倍相当の零点基準抵抗1
00Ωを電気的にバイアス処理して相殺できる事が必要
となる。
(2) Predetermined unified electric signal corresponding to any measurement range (for example, using JISC1604 platinum resistance temperature detector Pt100ΩatO°C as the resistor to be measured, measurement range 0
When measuring a temperature of ~50°C, it is necessary to convert an input resistance change of 100~120Ω into an electric signal of DC4~20mA and output it. Therefore, in the above example, the zero point reference resistance 1 is equivalent to 5 times the input range of 20Ω.
It is necessary to be able to cancel out 00Ω by electrically biasing.

従来、上記2要件を達成する為の回路方式として、ブリ
ッチ方式、加減算器又は差動増幅器を用いた電圧降下方
式がある。後者の電圧降下方式の測温抵抗体式温度・電
気信号変換器におけるバーンアウト回路の実施例を第3
図に示す。1は一端に電流供給用リード線Aを有し、他
端に電圧検出用リード線B1と共通リード線B2とを分
岐して有する3線式の測温抵抗体で、抵抗r1〜r3は
遠隔の測定点に設置された測温抵抗体1から変換器まで
の各々の前記リード線A、Bl、B2の等価導線抵抗で
ある。2は定電流源で、定電流iは前記リード線A、B
2、抵抗R5を介してCOM線4として前記定電流源2
へ戻る。COM線4を基準電位として電流供給用リード
線Aに発生した電圧は、抵抗R1,コンデンサC1から
成る低域フィルタ回路を介して差動増幅器3の高入力イ
ンピーダンスを有する正相入力端へ加えられ、電圧検出
用リード線B1に発生した電圧は、抵抗R2,コンデン
サC2から成る低域フィルタ回路を介して、差動増幅器
3の高入力インピーダンスを有する逆相入力端に、それ
ぞれ加えられている。ここに。
Conventionally, circuit systems for achieving the above two requirements include a bridge system, a voltage drop system using an adder/subtractor, or a differential amplifier. The third embodiment of the burnout circuit in the latter voltage drop type resistance temperature detector type temperature/electrical signal converter is shown in the third example.
As shown in the figure. 1 is a three-wire temperature measuring resistor having a current supply lead wire A at one end and a voltage detection lead wire B1 and a common lead wire B2 at the other end, and resistors r1 to r3 are connected remotely. This is the equivalent conductor resistance of each of the lead wires A, Bl, and B2 from the resistance temperature detector 1 to the converter installed at the measurement point. 2 is a constant current source, and the constant current i is connected to the lead wires A and B.
2. The constant current source 2 is connected as the COM line 4 via the resistor R5.
Return to The voltage generated on the current supply lead A with the COM line 4 as a reference potential is applied to the positive-phase input terminal of the differential amplifier 3 having a high input impedance via a low-pass filter circuit consisting of a resistor R1 and a capacitor C1. The voltages generated in the voltage detection lead wire B1 are applied to the anti-phase input terminal of the differential amplifier 3 having a high input impedance via a low-pass filter circuit consisting of a resistor R2 and a capacitor C2. Here.

差動増幅器3は、COM線4を基準電位として正相入力
端に加えられる電圧をel、逆相入力端に加えられる電
圧をez、出力電圧をeOとした時、(1)式の如き演
算を行う様に構成されている。
The differential amplifier 3 performs the calculation as shown in equation (1), where the COM line 4 is a reference potential, the voltage applied to the positive phase input terminal is el, the voltage applied to the negative phase input terminal is ez, and the output voltage is eO. It is configured to do the following.

eo=G(et−2ez)         ・・11
)(1)式において、Gは差動増幅器3の変換利得であ
る。ここに、差動増幅器3を第5図に示す回路構成とし
ており第5図において、11.12は第1.第2の演算
増幅器又、R11〜R14は抵抗であり、図示の如く接
続されている。
eo=G(et-2ez)...11
) In equation (1), G is the conversion gain of the differential amplifier 3. Here, the differential amplifier 3 has a circuit configuration shown in FIG. 5, and in FIG. 5, 11.12 is the first . The second operational amplifier R11 to R14 are resistors and are connected as shown.

第5図においてR12=R13 ・ R13+R14 とすれば となり、(1)式の入出力関係となる。In Figure 5, R12=R13 ・R13+R14 given that Therefore, the input/output relationship is as shown in equation (1).

第3図において、5はバーンアウト動作方向切り換え回
路で前記測温抵抗体1が異常となった時、変換器出力を
プラス側に振り切らせる動作(以下これをバーンアウト
・アップスケールと称す)を行うか、マイナス側に振り
切らせる動作(以下これをバーンアウト・ダウンスケー
ルと称す)を行うかを選定するものである。6はバーン
アウト・アップスケール用の定電圧源で、COM線4と
バーンアウト動作方向切り換え回路5のU12端子間に
図示極性で接続されている。7はバーンアウト・ダウン
スケール用の定電圧源で、COM線4とバーンアウト動
作方向切り換え回路5のD1212端子図示極性で接続
されている。バーンアウト動作方向切り換え回路5のU
ll端子およびDll端子は、高抵抗R3を介して、前
記リード線B1と抵抗R2との交点に、D21端子は前
記ノード線B1と抵抗R2の交点に、U21端子は前記
差動増幅器3の逆相入力端に、U22およびB22はダ
イオードD3を介して、前記リード線B2と抵抗R5の
交点に、各々接続されている。
In FIG. 3, 5 is a burnout operation direction switching circuit that performs an operation to swing the converter output to the positive side (hereinafter referred to as burnout upscaling) when the resistance temperature detector 1 becomes abnormal. This selects whether to perform a burnout downscaling operation or to perform an operation to shake it out to the negative side (hereinafter referred to as burnout downscaling). Reference numeral 6 denotes a constant voltage source for burnout/upscaling, which is connected between the COM line 4 and the U12 terminal of the burnout operation direction switching circuit 5 with the polarity shown. Reference numeral 7 denotes a constant voltage source for burnout/downscaling, which is connected to the COM line 4 and the D1212 terminal of the burnout operation direction switching circuit 5 with the illustrated polarity. U of burnout operation direction switching circuit 5
The ll and Dll terminals are connected to the intersection of the lead wire B1 and the resistor R2 via the high resistance R3, the D21 terminal is connected to the intersection of the node line B1 and the resistor R2, and the U21 terminal is connected to the opposite side of the differential amplifier 3. At the phase input end, U22 and B22 are each connected to the intersection of the lead wire B2 and the resistor R5 via a diode D3.

さらに、前記リード線Aと抵抗R1との交点から、ダイ
オードDi、D2、抵抗R4の直列回路を介して、前記
差動増幅器3の逆相入力端に接続されている。
Furthermore, the intersection of the lead wire A and the resistor R1 is connected to the negative phase input terminal of the differential amplifier 3 via a series circuit of diodes Di, D2, and resistor R4.

この様に構成された第3図の温度・電気信号変換器にお
いて、前記測温抵抗体1の抵抗値Rtは次の式で示され
る。
In the temperature/electrical signal converter of FIG. 3 constructed in this manner, the resistance value Rt of the temperature measuring resistor 1 is expressed by the following equation.

Rt=Rtb+ΔRt          ・・・(2
)ここしこ、Rtbは測温抵抗体の種類と測定温度範囲
の下限値によって定まる一定バイアス抵抗値(零点基準
抵抗)、ΔRtは測温抵抗体の種類と測定温度範囲の下
限値からの温度変化に対応した抵抗変化分である。
Rt=Rtb+ΔRt...(2
) Here, Rtb is a constant bias resistance value (zero point reference resistance) determined by the type of resistance thermometer and the lower limit of the measurement temperature range, and ΔRt is the temperature from the type of resistance thermometer and the lower limit of the measurement temperature range. This is the resistance change corresponding to the change.

まず、定常状態において、前記差動増幅器3の正相入力
端に加わる電圧elは e+=(r 1 +Rt b+ΔRt + r 3+R
5)i・・・(3) 又、逆相入力端に加わる電圧e2は ez=cr3+R5)i          −(4)
ここで、前記リード線A、BlおよびB2として同一線
種、同一線径、同一線長のものを用いてr=rl=r2
=r3としく3)、 (4)式を(1)式に代入すれば
、 eo=G(Rt b+ΔRt −R5)i    =4
5)(5)式において、測温抵抗体1に含まれる一定バ
イアス抵抗値Rubとバイアス抵抗R5の値を等しくR
tb=R5に選定すれば(6)式を得る。
First, in a steady state, the voltage el applied to the positive phase input terminal of the differential amplifier 3 is e+=(r 1 +Rt b+ΔRt + r 3+R
5) i...(3) Also, the voltage e2 applied to the negative phase input terminal is ez=cr3+R5)i - (4)
Here, using the same wire type, same wire diameter, and same wire length as the lead wires A, Bl, and B2, r=rl=r2
= r33), and substituting equation (4) into equation (1), eo=G(Rt b+ΔRt −R5)i = 4
5) In equation (5), the constant bias resistance Rub included in the resistance temperature detector 1 and the value of the bias resistance R5 are set equal to R.
If tb=R5 is selected, equation (6) is obtained.

eo=G・ΔRt−1・・・(6) かくの如く、定常状態においては、前記差動増幅器3の
出力として(6)式で示される如くリード線の抵抗rl
、r2およびr3の影響を受ける事なく、測温抵抗体の
任意の範囲の抵抗変化ΔRtを所望の範囲の電気信号に
変換する事ができる。
eo=G・ΔRt-1 (6) As described above, in the steady state, the output of the differential amplifier 3 is the resistance rl of the lead wire as shown in equation (6).
, r2 and r3, it is possible to convert the resistance change ΔRt of the resistance temperature sensor in any range into an electrical signal in a desired range.

ここに、(Rt + r l ) i <(VD1+ 
VDりとなる様に、ダイオードD1の順方向降伏電圧V
DIおよびダイオードD2の順方向降伏電圧VD2が選
定されている為、ダイオードDi、D2、抵抗R4から
成る直列回路には、電流は流れない、直ちに、開放状態
となっている。又は、r3・i<Voaとなる様、ダイ
オードD3の順方向降伏電圧Voaが選定されている為
、ダイオードD3は開放状態とおよび高抵抗R3を選定
しているので、定電圧源E1又はE2による影響はない
Here, (Rt + r l ) i <(VD1+
The forward breakdown voltage V of diode D1 is
Since the forward breakdown voltage VD2 of DI and the diode D2 is selected, no current flows through the series circuit consisting of the diodes Di, D2, and the resistor R4, and the circuit is immediately in an open state. Or, since the forward breakdown voltage Voa of the diode D3 is selected so that r3・i<Voa, the diode D3 is in an open state and a high resistance R3 is selected, so that the voltage is determined by the constant voltage source E1 or E2. There is no impact.

次に、第3図の温度・電気信号変換器において前記測温
抵抗体1の各種の異常状態における動作について第4図
を用いて説明する。なお、第3図に示した各々のリード
線の等価抵抗rl、r2およびr3の値は、回路抵抗R
1,R2及びR5の値に比較して十分小さい値であり、
異常状態における動作を説明するに当って支障が無いの
で、第4図においては、リード線の抵抗r1〜r3は省
略して示した。
Next, the operation of the temperature measuring resistor 1 in various abnormal states in the temperature/electrical signal converter shown in FIG. 3 will be explained using FIG. 4. Note that the values of the equivalent resistances rl, r2, and r3 of each lead wire shown in FIG. 3 are the circuit resistance R.
1, is a sufficiently small value compared to the values of R2 and R5,
The resistances r1 to r3 of the lead wires are omitted in FIG. 4 so as not to hinder the explanation of the operation in an abnormal state.

まず、第3図のバーンアウト動作方向切り換え回路5が
、バーンアウト・アップスケールに選定された状態での
測温抵抗体1の各種異常状態における動作について、第
4図(a)〜(d)を用いて説明する。この時、バーン
アウト動作方向切り換え回路5は、Ull端子とU12
12端子およびU21端子とU2222端子短絡し、D
ll端子とD1212端子およびD21端子とD22端
子間を開放にする。なお、前記差動増幅器3の出力eo
を確実にバーンアウト・アップスケールにする条件は、
(1)式および(6)式から明らかな様に(7)式で示
される。
First, FIGS. 4(a) to 4(d) describe the operation of the resistance temperature detector 1 in various abnormal states when the burnout operation direction switching circuit 5 shown in FIG. 3 is selected for burnout upscaling. Explain using. At this time, the burnout operation direction switching circuit 5 connects the Ull terminal and the U12
12 terminal, U21 terminal and U2222 terminal are shorted, and D
Open the ll terminal and the D1212 terminal and the D21 terminal and the D22 terminal. Note that the output eo of the differential amplifier 3
The conditions for ensuring burnout and upscaling are:
As is clear from equations (1) and (6), it is expressed by equation (7).

(el−2e2)>ΔRts−1・・・(7)ここに、
ΔRtsは測定温度範囲の下限値から上限値までの温度
変化スパンに対応した測温抵抗体1の抵抗値変化スパン
である。
(el-2e2)>ΔRts-1...(7) Here,
ΔRts is the resistance change span of the resistance temperature detector 1 corresponding to the temperature change span from the lower limit value to the upper limit value of the measurement temperature range.

まず、測温抵抗体1の素線が断線した場合には第3図に
示した回路は、第4図(、)の様に表される。この時、
差動増幅器3の正相入力端は高インピーダンスであるか
ら、定電流源2からの一定電流iは、図示矢印の如く、
D1→D2→R4→D3→R5に流れる。従って、差動
増幅器3の正相入力端に加わる電圧e1は次の様に表さ
れる。
First, when the wire of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is expressed as shown in FIG. 4 (,). At this time,
Since the positive phase input terminal of the differential amplifier 3 has high impedance, the constant current i from the constant current source 2 is as shown by the arrow in the figure.
It flows from D1→D2→R4→D3→R5. Therefore, the voltage e1 applied to the positive phase input terminal of the differential amplifier 3 is expressed as follows.

e1=Vot+Voz+Vo3+(R4+R5)i−(
8)ここに、Vol+ Vo2. Voaは、各々ダイ
オードDi、D2.D3の順方向降伏電圧である。
e1=Vot+Voz+Vo3+(R4+R5)i-(
8) Here, Vol+ Vo2. Voa are connected to diodes Di, D2 . This is the forward breakdown voltage of D3.

一方、差動増幅器3の逆相入力端に加わる電圧e2は次
の様に表される。
On the other hand, the voltage e2 applied to the negative phase input terminal of the differential amplifier 3 is expressed as follows.

e z: Vo3+ R5・i         −(
9)ここで、Vo=Vo1=VD2=Vos となる様
に、ダイオードDi、D2.D3を選定し、R4=R5
となる様に抵抗R4,R5を選定し、(8)。
e z: Vo3+ R5・i −(
9) Here, the diodes Di, D2 . Select D3, R4=R5
Select resistors R4 and R5 so that (8).

(9)式を(7)式に代入すれば、 Vo>ΔRt s−i           −(to
)ここで、ダイオードDI、D2.D3の順方向降伏電
圧Vost Vo2. VoaがΔRtS−1に比べて
、十分大きな値に選定されていれば、差動増幅器3の出
力電圧e。は、プラス側に振り切れる。
By substituting equation (9) into equation (7), we get Vo>ΔRt s−i −(to
) where the diodes DI, D2 . Forward breakdown voltage of D3 Vost Vo2. If Voa is selected to be a sufficiently large value compared to ΔRtS-1, the output voltage e of the differential amplifier 3. can swing to the positive side.

次に、測温抵抗体lの電流供給用リード線Aが断線した
場合には、第3図に示した回路は、第4図(b)の様に
表される。これは、前述の測温抵抗体1の素線が断線し
た場合と同じ動作を行うので説明を省略する。
Next, when the current supply lead wire A of the temperature sensing resistor l is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is expressed as shown in FIG. 4(b). This is the same operation as in the case where the strands of the temperature sensing resistor 1 are disconnected, so the explanation will be omitted.

次に、測温抵抗体1の電圧検出用リード線B1が断線し
た場合には、第3図に示した回路は、第4図(c)の様
に表される。この時、定電流源2からの一定電流iは、
定常時と同様に、図示矢印の如く測温抵抗体1の抵抗R
t、バイアス抵抗R5に流れて、差動増幅器3の正相入
力端に加わる電圧e1は(3)式で示される定常時の正
規の電圧と同じである。一方、定常時に差動増幅器3の
逆相入力端に印加されていた(4)式で示される電圧e
2は、前記リード線B1の断線時、抵抗R3と直列に接
続された定電圧源6(El)により、C2→R2→R3
と電流iBが流れ、(R2+R3)<Z2であるため、 。2= E 2 (1、(R2+R31・)    、
=(11、となる。ここに、Z2は差動増幅器3の逆相
入力端の入力インピーダンスである。差動増幅器3の出
力eoをバーンアウト・アップスケールにする条件は(
7)式に示す通りであるから、(11)式を(7)式に
代入して ・・・(12) ここで、一般にバーンアウト時間が60秒以下である事
を考慮して、定電圧源E2.抵抗R3,R2を選定すれ
ば、任意の時間後にバーンアウト・アップスケールにす
る事ができる。
Next, when the voltage detection lead wire B1 of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is expressed as shown in FIG. 4(c). At this time, the constant current i from the constant current source 2 is
As in the steady state, the resistance R of the resistance temperature detector 1 is increased as shown by the arrow in the figure.
t, the voltage e1 flowing through the bias resistor R5 and applied to the positive phase input terminal of the differential amplifier 3 is the same as the normal voltage in the steady state shown by equation (3). On the other hand, the voltage e expressed by equation (4) that was applied to the negative phase input terminal of the differential amplifier 3 during steady state
2, when the lead wire B1 is disconnected, the constant voltage source 6 (El) connected in series with the resistor R3 causes C2→R2→R3.
Since the current iB flows and (R2+R3)<Z2, . 2=E 2 (1, (R2+R31・),
= (11, where Z2 is the input impedance of the negative phase input terminal of the differential amplifier 3. The conditions for burnout and upscaling of the output eo of the differential amplifier 3 are (
As shown in equation 7), substitute equation (11) into equation (7)...(12) Here, considering that the burnout time is generally 60 seconds or less, the constant voltage Source E2. By selecting resistors R3 and R2, burnout and upscaling can be performed after an arbitrary time.

次に、測温抵抗体1の共通リード線B2が断線した場合
には、第3図に示した回路は、第4図(d)の様に表さ
れる。これは、前述の測温抵抗体1の電流供給用リード
線Aが断線した場合と同じ動作を行うので説明を省略す
る。
Next, when the common lead wire B2 of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is expressed as shown in FIG. 4(d). This is the same operation as in the case where the current supply lead wire A of the temperature sensing resistor 1 is disconnected, so a description thereof will be omitted.

次に、第3図のバーンアウト動作方向切り換え回路5が
、バーンアウト・ダウンスケールに選定された状態での
測温抵抗体1の各種異異状態における動作について、第
4図(e)〜(h)を用いて説明する。この時、バーン
アウト動作方向切り換え回路5は、Dll端子とD12
12端子およびD21端子とD2222端子短絡にし、
Ull端子とU12端子、およびU21端子とU222
2端子開放にする。なお、差動増幅器3の出力e。
Next, the operation of the resistance temperature detector 1 in various different states when the burnout operation direction switching circuit 5 of FIG. 3 is set to burnout/downscale will be explained in FIGS. This will be explained using h). At this time, the burnout operation direction switching circuit 5 connects the Dll terminal to the D12 terminal.
Short-circuit the 12 terminal, the D21 terminal and the D2222 terminal,
Ull terminal and U12 terminal, and U21 terminal and U222
Open 2 terminals. Note that the output e of the differential amplifier 3.

を確実にバーンアウト・ダウンスケールにする為には、
(1)式のeoの値が、(6)式のΔRt=0の時のe
。の値よりも小さい値、直ちに(12)式の条件で示さ
れる。
In order to ensure burnout and downscaling,
When the value of eo in equation (1) is ΔRt=0 in equation (6), e
. A value smaller than the value of is immediately expressed by the condition of equation (12).

(e 1−2 e z)< O→el〈2ez    
・・・(12)まず、測温抵抗体1の素線が断線した場
合には、第3図に示した回路は、第4図(e)の様に表
される。この時、差動増幅器3の正相、逆相入力端の入
力インピーダンスは非常に高く、又、バイアス抵抗R5
の値に比較して抵抗R3の値は高インピーダンスに選定
されているから、定電流源2からの一定?!!流1は、
図示矢印の如ぐ、D1→D2→R4→R2→R5の順に
流れる。そして、差動増幅器3の正相入力端に加わる電
圧e1および逆相入力端に加わる電圧e2は、各々次式
で表される。
(e 1-2 e z)<O→el<2ez
(12) First, when the wire of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is expressed as shown in FIG. 4(e). At this time, the input impedance of the positive phase and negative phase input terminals of the differential amplifier 3 is very high, and the bias resistor R5
Since the value of resistor R3 is selected to have high impedance compared to the value of , the constant current from constant current source 2? ! ! Flow 1 is
The flow flows in the order of D1→D2→R4→R2→R5 as indicated by the arrows in the figure. The voltage e1 applied to the positive phase input terminal of the differential amplifier 3 and the voltage e2 applied to the negative phase input terminal are respectively expressed by the following equations.

・・・(13) 又、前述の如<、R5=Rtbであるから、この関係と
(13)式を、(12)式の条件に代入して(14)式
を得る。
(13) Also, since <, R5=Rtb as described above, this relationship and equation (13) are substituted into the condition of equation (12) to obtain equation (14).

VL11+VD2+(R4−Rt b)i <R2・i
・・(14) (14)式の条件を満足する様に抵抗R2の値を選定す
る事によって、バーンアウト・ダウンスケールにする事
ができる。
VL11+VD2+(R4-Rt b)i <R2・i
...(14) Burnout/downscaling can be achieved by selecting the value of the resistor R2 so as to satisfy the condition of equation (14).

次に、測温抵抗体1の電流供給用リード線Aが断線した
場合には、第3図に示した回路は、第4図(f)の様に
表される。これは、前述の測温抵抗体の素線が断線した
場合と同じ動作を行うので、説明を省略する。
Next, when the current supply lead wire A of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is expressed as shown in FIG. 4(f). This is the same operation as in the case where the strands of the resistance temperature detector are disconnected, so the explanation will be omitted.

次に、測温抵抗体1の電圧検出用リード線B1が断線し
た場合には、第3図に示した回路は、第4図(g)の様
に表される。この時の定電流源2からの一定電流iは、
定常時と同様に図示矢印の如く測温抵抗体1の抵抗Rt
、バイアス抵抗R5に流れて、差動増幅器3の正相入力
端に加わる電圧e1は、(3)式で示される定常時の正
規電圧と同じである。一方、定常時に差動増幅器3の逆
相入力端に印加されていた(4)式で示される電圧e2
は、前記リード線B1の断線時、抵抗R3と直列に接続
された定電圧源7 (R2)により、R3→R2→C2
と電流iBが流れ、 (R2+R3)<22であるため、 e 2= E 1 (1−E (R2+ps+つ   
−(15)となる。差動増幅器3の出力eoをバーンア
ウト・ダウンスケールにする条件は(12)式に示す通
りであるから、(15)式を(12)式に代入してここ
で、一般にバーンアウト時間が60秒以下である事を考
慮して、定電圧源El、抵抗R3゜R2を選定すれば、
任意の時間後にバーンアウト・ダウンスケールにする事
ができる。
Next, when the voltage detection lead wire B1 of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is expressed as shown in FIG. 4(g). The constant current i from the constant current source 2 at this time is
As in the steady state, the resistance Rt of the resistance temperature detector 1 is as shown by the arrow in the figure.
, the voltage e1 flowing through the bias resistor R5 and applied to the positive-phase input terminal of the differential amplifier 3 is the same as the normal voltage in the steady state shown by equation (3). On the other hand, the voltage e2 expressed by equation (4) that was applied to the negative phase input terminal of the differential amplifier 3 during steady state
When the lead wire B1 is disconnected, the constant voltage source 7 (R2) connected in series with the resistor R3 causes R3→R2→C2.
and current iB flows, and since (R2+R3)<22, e 2= E 1 (1-E (R2+ps+ts)
−(15). The conditions for burning out and downscaling the output eo of the differential amplifier 3 are as shown in equation (12), so by substituting equation (15) into equation (12), the burnout time is generally 60 If you select the constant voltage source El and the resistor R3°R2 taking into account that the time is less than 2 seconds,
Can be burnout/downscaled after an arbitrary amount of time.

次に、測温抵抗体1の共通リード線B2が断線した場合
には、第3図に示した回路は、第4図(h)の様に表さ
れる。バイアス抵抗R5の値に比較して、抵抗R3の値
は非常に大きく、しかも(Vo3+Rt b・1)(E
lに選定されているので、この時の定電流g2からの一
定電流1は、図示矢印の如く、Rt−+D3→R5と流
れる。そして、差動増幅器3に加わる電圧e1およびe
2は(17)式で表される。
Next, when the common lead wire B2 of the resistance temperature sensor 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 3 is expressed as shown in FIG. 4(h). Compared to the value of bias resistor R5, the value of resistor R3 is very large, and moreover, (Vo3+Rt b・1)(E
1, the constant current 1 from the constant current g2 at this time flows from Rt-+D3 to R5 as shown by the arrow in the figure. Then, the voltages e1 and e applied to the differential amplifier 3
2 is expressed by equation (17).

ここで、(2)式およびR5=Rtbの関係と(17)
式を(12)式の条件に代入して(18)式を得る。
Here, equation (2) and the relationship R5=Rtb and (17)
By substituting the equation into the condition of equation (12), equation (18) is obtained.

ΔRt−i < VO2−(18) 従って(18)式の条件を満足する事によって、バーン
アウト・ダウンスケールにする事ができる。
ΔRt-i < VO2- (18) Therefore, burnout downscaling can be achieved by satisfying the condition of equation (18).

〔発明が解決しようとする課題〕 上記の如く、従来の3線式被測定抵抗体を用いた温度・
電気信号変換器においては、被測定抵抗体の断線による
各種の異常状態が発生した時のバーンアウト回路におい
て、構成部品が多く複雑になり小形化できない、原価高
となる問題があった。
[Problem to be solved by the invention] As mentioned above, temperature and temperature measurement using the conventional three-wire resistor to be measured
In electrical signal converters, burnout circuits used when various abnormal conditions occur due to disconnection of a resistor to be measured have a large number of components, are complex, cannot be miniaturized, and have high costs.

又、入力スパンに応じて、バイアス電圧等の値を選定し
なければならず、入力スパン毎に、定電圧源の電圧を変
える必要があった。さらに、アップモード、ダウンモー
ドの切替えをスイッチで行う必要があり作業効率が悪か
った。
Furthermore, it is necessary to select the value of the bias voltage or the like depending on the input span, and it is necessary to change the voltage of the constant voltage source for each input span. Furthermore, it was necessary to use a switch to switch between up mode and down mode, resulting in poor work efficiency.

本発明の目的は、3線式被測定抵抗体を用いた、温度・
電気信号変換器において、上記の様な従来回路の欠点を
解決する為、測温抵抗体の素線および、いずれかのリー
ド線が断線した場合、変換器の出力を、指定された方向
の標準信号範囲外に振り切らせるバーンアウト機能を、
簡単な回路構成で実現する事にある。
The object of the present invention is to measure temperature and
In order to solve the above-mentioned drawbacks of conventional circuits in electrical signal converters, if the wires of the resistance temperature detector or any of the lead wires are disconnected, the output of the converter is changed to the standard direction in the specified direction. A burnout function that allows the signal to go out of the range,
The goal is to realize this with a simple circuit configuration.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の要点は、被測定抵抗体の配線抵抗の補償演算の
ためにMPUを用いると共に、前記被測定抵抗体と増幅
器とを結ぶ測定回路間に2ケの抵抗、および一方向性半
導体素子で構成した直並列回路を設け、前記被測定抵抗
の素線又はリード線断線により測定回路が開路されたと
きに、前記被測定抵抗体に一定電流を供給するための定
電流源からの電流方向を前記一方向性半導体素子および
前記抵抗により切り替えて前記回路に流し、前記被測定
抵抗の電圧検出用端子に対応する印加電圧を一定方向に
変化させ、前記MPUにより断線を検出できるようにし
た点にある。
The gist of the present invention is to use an MPU for compensating the wiring resistance of the resistor to be measured, and to install two resistors and a unidirectional semiconductor element between the measuring circuit connecting the resistor to be measured and the amplifier. A series-parallel circuit is provided, and the current direction from a constant current source for supplying a constant current to the resistor to be measured is determined when the measuring circuit is opened due to disconnection of the strands or lead wires of the resistor to be measured. A disconnection can be detected by the MPU by switching the unidirectional semiconductor element and the resistor to flow the voltage to the circuit, changing the applied voltage corresponding to the voltage detection terminal of the resistor to be measured in a fixed direction. be.

〔作用〕[Effect]

すなわち、前記被測定抵抗体からの配線抵抗は一定であ
り、正常時の前記被測定抵抗体の電圧検出用端子の電圧
も一定であるので、前記電圧検出用端子に対応する電圧
の変化率をMPUで監視すれば前記被測定抵抗の断線を
容易に検出でき、MPUの出力を強制的に上限または下
限に振り切らせることができる。
That is, since the wiring resistance from the resistor to be measured is constant and the voltage at the voltage detection terminal of the resistor to be measured under normal conditions is also constant, the rate of change of the voltage corresponding to the voltage detection terminal is By monitoring with the MPU, disconnection of the resistor to be measured can be easily detected, and the output of the MPU can be forced to the upper or lower limit.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明によるバーンアウト回路について第1図に
示す実施例を用いて詳しく説明する。
Hereinafter, the burnout circuit according to the present invention will be explained in detail using the embodiment shown in FIG.

第1図において、1は一端に電流供給用リード線Aを有
し、他端に電圧検出用リード線B1と共通リード線B2
とを分岐して有する3線式の測温抵抗体で、抵抗r1〜
r3は遠隔の測定点に設置された測温抵抗体1から変換
器までの各々の前記リード線A、Bl、B2の等価導線
抵抗である。
In FIG. 1, 1 has a current supply lead wire A at one end, a voltage detection lead wire B1 and a common lead wire B2 at the other end.
It is a three-wire type resistance temperature detector having a branch and a resistance r1 to
r3 is the equivalent conductor resistance of each of the lead wires A, Bl, and B2 from the resistance temperature detector 1 installed at a remote measurement point to the converter.

2は定電流源で、前記リード線A、B2を介して測温抵
抗体1に図示矢印の如く供給されており、定電流lはC
0M線9として定電流源2へ戻る。
Reference numeral 2 denotes a constant current source, which is supplied to the resistance temperature sensor 1 through the lead wires A and B2 as shown by the arrow in the figure, and the constant current l is C
It returns to the constant current source 2 as the 0M line 9.

電流供給用リード線Aに発生した電圧は、抵抗R1,コ
ンデンサC1から成る低域フィルタ回路を介して、高イ
ンピーダンスを有する差動増幅器4の入力端elへ加え
られ、前記差動増幅器4の出力eotは、複数のアナロ
グ入力ラインを切り換える入力切り換え回路6を介して
アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器7
によってデジタルデータに変換され、MPU8に取り込
まれる。
The voltage generated in the current supply lead A is applied to the input terminal el of the differential amplifier 4 having a high impedance via a low-pass filter circuit consisting of a resistor R1 and a capacitor C1, and the output of the differential amplifier 4 is eot is an A/D converter 7 that converts an analog signal into a digital signal via an input switching circuit 6 that switches multiple analog input lines.
is converted into digital data and taken into the MPU 8.

又、C0M線9を基準電位として電圧検出用リード線B
1に発生した電圧は、抵抗R2,コンデンサC2から成
る低域フィルタ回路を介して高インピーダンスを有する
差動増幅器5の入力端e2へ加えられ、前記差動増幅器
5の出力e02は、前記入力切り換え回路6を介して、
前記A/D変換器7によってデジタルデータに変換され
、MPU8に取り込まれる。又、ダイオードD1は抵抗
R1と前記リード線Aの交点と、前記差動増幅器5の入
力端間に、ダイオードD2は、抵抗R2と前記リード線
B1の交点と、前記C0M線9に、各々図示極性で接続
されている。又、高抵抗R3は、前記リード線Aと前記
リード線B1との間に接続されている。又、ROはバイ
アス抵抗で、前記共通リード線B2から定電流源2に至
る回路間に接続されている。
Also, with the C0M wire 9 as a reference potential, the voltage detection lead wire B
1 is applied to the input terminal e2 of the differential amplifier 5 having high impedance via a low-pass filter circuit consisting of a resistor R2 and a capacitor C2, and the output e02 of the differential amplifier 5 is applied to the input terminal e2 of the differential amplifier 5. Via circuit 6,
The data is converted into digital data by the A/D converter 7 and taken into the MPU 8. Further, a diode D1 is connected between the intersection of the resistor R1 and the lead wire A and the input terminal of the differential amplifier 5, and a diode D2 is connected between the intersection of the resistor R2 and the lead wire B1 and the C0M line 9, respectively. Connected with polarity. Further, a high resistance R3 is connected between the lead wire A and the lead wire B1. Further, RO is a bias resistor, which is connected between the circuits extending from the common lead wire B2 to the constant current source 2.

この様に構成された第1図の温度・電気信号変換器にお
いて、前記測温抵抗体1の抵抗Rtは、次の式で示され
る。
In the temperature/electrical signal converter of FIG. 1 constructed in this manner, the resistance Rt of the temperature measuring resistor 1 is expressed by the following equation.

Rt=Rtb+ΔRt         ・・・(19
)ここに、Rtbは測温抵抗体1の種類と測定温度範囲
の下限値によって定まる一定バイアス抵抗値ΔRtは測
温抵抗体1の種類と測定温度範囲の下限値からの温度変
化に対応した抵抗変化分である。
Rt=Rtb+ΔRt...(19
) Here, Rtb is a constant bias resistance value determined by the type of resistance temperature detector 1 and the lower limit of the measurement temperature range. ΔRt is the resistance corresponding to the type of resistance temperature detector 1 and the temperature change from the lower limit of the measurement temperature range. This is the change.

まず、定常状態において、差動増幅器4の入力端に加わ
る電圧e1は・ ex=(r 1 +Rt b+ΔRt+r3+Ro)i
・・(20) となり、差動増幅器4の出力電圧8o1はeo□= G
 (r 1 + Rtb+ΔRt+r3+Ro)i・・
(21) 又、差動増幅器5の入力端に加わる電圧e2はe2=(
r3+Ro)i          −(22)となり
、差動増幅器5の出力電圧e02はeoz=G(r 3
 +Ro)i         ・(23)となる。そ
して、MPU8は、(24)式に示す演算を行い、変換
器出力eout を出力する様にプログラムされている
First, in a steady state, the voltage e1 applied to the input terminal of the differential amplifier 4 is: ex=(r 1 +Rt b+ΔRt+r3+Ro)i
...(20), and the output voltage 8o1 of the differential amplifier 4 is eo□=G
(r 1 + Rtb+ΔRt+r3+Ro)i...
(21) Also, the voltage e2 applied to the input terminal of the differential amplifier 5 is e2=(
r3+Ro)i - (22), and the output voltage e02 of the differential amplifier 5 is eoz=G(r3
+Ro)i (23). The MPU 8 is programmed to perform the calculation shown in equation (24) and output the converter output eout.

eoui= eol −2’eojZ        
   、・B4)ここで、前記リード、1%A、Blお
よびB2として同一線種、同一線径、同一線長のものを
用いて、r=rl=r2=r3とし、(21)、 (2
3)式を(24)式に代入して(25)式を得る。
eoui= eol −2'eojZ
,・B4) Here, using the same wire type, same wire diameter, and same wire length as the leads 1%A, Bl, and B2, set r=rl=r2=r3, (21), (2
3) Substitute equation (24) into equation (25) to obtain equation (25).

e out = G (Rt b+ΔRt−Ro)i 
  −(25)(25)式において、測温抵抗体1に含
まれる一定バイアス抵抗値Rtbとバイアス抵抗Roの
値を等しく Rt b = Roに選定すれば、(26
)式を得る。
e out = G (Rt b + ΔRt - Ro)i
- (25) In equation (25), if the constant bias resistance value Rtb included in the resistance temperature detector 1 and the value of the bias resistance Ro are selected to be equal, Rt b = Ro, then (26
) to obtain the formula.

e 011 L = G ・ΔRt−i       
  −(26)かくの如く、定常状態においては、前記
リード線の抵抗rl、r2およびr3の影響を受ける事
なく測温抵抗体1の任意の範囲の抵抗変化ΔRtに対す
る変換器出力e。、1.が得られる。この動作を周期的
に行う事により、温度・電気信号変換動作を行う。
e 011 L = G ・ΔRt-i
-(26) As described above, in a steady state, the converter output e for any resistance change ΔRt of the resistance temperature detector 1 without being affected by the resistances rl, r2, and r3 of the lead wires. , 1. is obtained. By performing this operation periodically, the temperature/electrical signal conversion operation is performed.

ここに、(r 1+Rt)i<Volとなる様に、ダイ
オードD1の順方向降伏電圧Vozを選定すれば、ダイ
オードD1には電流は流れない。直ちに開放状態となっ
ている。又、(r3+Ro)<R3となる様に、抵抗R
3を選定すれば、抵抗R3を接続した事による定電流1
の分流は考えなくてもよい。
Here, if the forward breakdown voltage Voz of the diode D1 is selected so that (r1+Rt)i<Vol, no current flows through the diode D1. It is immediately open. Also, the resistance R is adjusted so that (r3+Ro)<R3.
If you select 3, the constant current 1 due to the connection of resistor R3
There is no need to think about dividing the flow.

又、(r3+Ro)i<Volとなる様にダイオードD
2の順方向降伏電圧VD2が選定されている為、ダイオ
ードD2は開放状態となっている。又、MPU8は、第
6図に示すフローチャートの様に処理すべくプログラム
されている。定常状態において、差動増幅器5の出力e
。2取り込み処理21後、差動増幅器4の出力e01取
り込み処理23を行い、これらのデータに基づき、配線
抵抗の補償演算処理24を行い、変換器出力する様に、
演算周期毎にプログラムが流れている。
Also, the diode D is set so that (r3+Ro)i<Vol.
Since the forward breakdown voltage VD2 of 2 is selected, the diode D2 is in an open state. Furthermore, the MPU 8 is programmed to process as shown in the flowchart shown in FIG. In the steady state, the output e of the differential amplifier 5
. 2 After the capture process 21, the output e01 of the differential amplifier 4 is captured in the process 23, and based on these data, the wiring resistance compensation calculation process 24 is performed, and the output is output from the converter.
The program runs every calculation cycle.

なお、第1図に示す各素子の定数は、例えば。Note that the constants of each element shown in FIG. 1 are, for example.

以下の様に設定される。It is set as follows.

・・・(27) (27)式の定数とした時の定常状態における、差動増
幅器4からの標準信号範囲内の最大出力値eat(ma
x)、最小出力値eot(min)は、(21)式より
明らかな様に となる。又、差動増幅器5からの出力e。2は、(23
)式より明らかな様に eoz=0.22G            −(29
)となる。従って、MPU8からの標準信号範囲内の最
大出力値e。uv(IlaX)および最小出力値eou
t(+++in)は、(26)式より明らかな様にとな
る。
...(27) The maximum output value eat(ma
x), the minimum output value eot(min) is as is clear from equation (21). Also, the output e from the differential amplifier 5. 2 is (23
) As is clear from the formula, eoz=0.22G −(29
). Therefore, the maximum output value e within the standard signal range from the MPU 8. uv (IlaX) and minimum output value eou
t(+++in) becomes clear from equation (26).

第1図において、前記差動増幅器5からの出力e02は
、(23)式からも明らかな様に、前記リード線B2の
配線抵抗r3とバイアス抵抗ROの両端電圧に比例する
値である。一般に、配線抵抗の温度影響は、4%/10
℃程度であり、1時間に最大10℃の温度変化があった
としても、MPUの1演算局期tを0.1秒とすれば、
MPtJの1演算周期に配線抵抗のうける温度影響は、
約I×10−4%程度であり、(23)式より、温度変
化による差動増幅器5の出力e02の変化ΔeoxはΔ
eoz= 2.2 X 10−7G       −(
31)となる。
In FIG. 1, the output e02 from the differential amplifier 5 has a value proportional to the wiring resistance r3 of the lead wire B2 and the voltage across the bias resistor RO, as is clear from equation (23). Generally, the temperature effect on wiring resistance is 4%/10
℃, and even if there is a maximum temperature change of 10℃ per hour, if one calculation station period t of the MPU is 0.1 seconds,
The temperature effect on wiring resistance during one calculation cycle of MPtJ is:
It is about I×10-4%, and from equation (23), the change Δeox in the output e02 of the differential amplifier 5 due to temperature change is Δ
eoz= 2.2 x 10-7G -(
31).

次に、第1図の温度・電気信号変換器において前記測温
抵抗体1の各種異常状態における動作について第2図(
a)〜(d)を用いて説明する。なお、第2図(、)〜
(d)において、第1図と同一部分は、同一符号を用い
て示す。第2図(a)〜(d)において、第1図の入力
切り換え回路6、およびA/D変換器7は、バーンアウ
ト動作の説明においては必要ない為、省略して示す。
Next, FIG. 2 (
This will be explained using a) to (d). In addition, Figure 2 (,) ~
In (d), the same parts as in FIG. 1 are indicated using the same symbols. In FIGS. 2(a) to 2(d), the input switching circuit 6 and A/D converter 7 shown in FIG. 1 are omitted because they are not needed in the explanation of the burnout operation.

まず、測温抵抗体1の素線が断線した場合には第1図に
示した回路は、第2図(a)の様に表される。この時、
定電流源2からの一定電流iは、図示矢印の如く、D1
→R2→r2→r3→ROに流れる。従って、差動増幅
器5の出力eozは、e02=G(R2+r2+r3+
RO)i  ・=(32)となり、(27)式の定数を
(32)式に代入して(33)式を得る。
First, when the wire of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 1 is expressed as shown in FIG. 2(a). At this time,
The constant current i from the constant current source 2 is D1 as shown by the arrow in the figure.
→R2→r2→r3→RO. Therefore, the output eoz of the differential amplifier 5 is e02=G(R2+r2+r3+
RO)i .=(32), and by substituting the constant of equation (27) into equation (32), equation (33) is obtained.

e 02= 2 、64 G            
 −(33)ここに、定常時における差動増幅器5の出
力e02は、0.44G であるので、eo’2の変化
Δe02は Δeo2=2.2G            ・−・(
34)である。ここに、定常状態でのe。2の変化Δe
o2は、(31)式L−示す様に、2,2 X 10−
7G テあるのでMPUによるバーンアウト検出判定基
準Δesを例えば、安全率を5倍として Δes= l 、 I X 10−BG       
 −(35)とすれば、(34)、 (35)式より明
らがな様に、Δes<Δe02となり、バーンアウトを
検出する事ができる。
e02=2,64G
-(33) Here, since the output e02 of the differential amplifier 5 in steady state is 0.44G, the change Δe02 in eo'2 is Δeo2=2.2G ・-(
34). Here, e in steady state. 2 change Δe
o2 is 2,2 X 10- as shown in formula (31) L-
7G, so the burnout detection criterion Δes by MPU is set to, for example, a safety factor of 5, Δes=l, I X 10-BG
-(35), as is clear from equations (34) and (35), Δes<Δe02, and burnout can be detected.

次に、測温抵抗体1の電流供給用リード線Aが断線した
場合には、第1図に示した回路は、第2図(b)の様に
表される。これは、前述の測温抵抗体1の素線が断線し
た場合と同じ動作を行うので説明を省略する。
Next, when the current supply lead wire A of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 1 is represented as shown in FIG. 2(b). This is the same operation as in the case where the strands of the temperature sensing resistor 1 are disconnected, so the explanation will be omitted.

次に、測温抵抗体1の電圧検出用リード線B1が断線し
た場合には、第1図に示した回路は、第2図(c)の様
に表される。定常状態でのe。2は(23)式であるの
で、電圧検出用リード線B1が断線した場合のeo2は
、漏れ電流iBがR3→R2→C2と流れる事により、 ・・・(36) となる。1演算周期の差動増幅器5の出力e。2の変化
Δeo2は、(36)式に(27)式のr 1 、 R
t (min)。
Next, when the voltage detection lead wire B1 of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit shown in FIG. 1 is represented as shown in FIG. 2(c). e at steady state. 2 is the formula (23), so when the voltage detection lead wire B1 is disconnected, eo2 is as follows because the leakage current iB flows in the order of R3→R2→C2. Output e of the differential amplifier 5 for one calculation period. The change Δeo2 in Equation (36), r 1 in Equation (27), and R
t (min).

R1,R3,C2,tを代入して計算すれば、Δeo2
=0.22 (1−を−尭°°”)6弁5 X 10−
’G・・(37) となる、 (35)、 (37)式よりΔes<Δeo
2でありバーンアウトを検出する事ができる。
If calculated by substituting R1, R3, C2, t, Δeo2
=0.22 (1- to -尭°°”) 6 valves 5 x 10-
'G...(37) From equations (35) and (37), Δes<Δeo
2, burnout can be detected.

次に、測温抵抗体1の共通リード線B2が断線した場合
には、第1図の回路は、第2図(d)の様に表される。
Next, when the common lead wire B2 of the resistance temperature detector 1 is disconnected, the circuit of FIG. 1 is expressed as shown in FIG. 2(d).

この時、定電流源2からの一定電流iは図示矢印の如く
、r1→Rt −+ r 2→D2と流れる。従って、
差動増幅器5の出力eozはe o2: G−VD2 
          − (38)ここに、ダイオード
D2の順方向降伏電圧Vozは(27)式より、0.7
2V に選定されているから、差動増幅器5からの出力
e。2は、0.72G  となり Δeoz= 0.5 G              
  −(39)(35)、 (39)式より、Δes<
Δeo2となり、バーンアウトを検出する事ができる。
At this time, the constant current i from the constant current source 2 flows from r1 to Rt −+ r 2 to D2 as shown by the arrow in the figure. Therefore,
The output eoz of the differential amplifier 5 is e o2: G-VD2
- (38) Here, from equation (27), the forward breakdown voltage Voz of diode D2 is 0.7
2V, the output e from the differential amplifier 5. 2 becomes 0.72G and Δeoz=0.5G
−(39)(35), From formula (39), Δes<
Δeo2, and burnout can be detected.

以上の様に、バーンアウトを検出し、MPUにあらかじ
め設定されているバーンアウト動作方向(バーンアウト
・アップスケール又は、バーンアウト・ダウンスケール
)に基づき、変換器出力eoutを上限又は下限に振り
切らせる事ができる。
As described above, burnout is detected and the converter output eout is swung to the upper or lower limit based on the burnout operation direction (burnout upscaling or burnout downscaling) preset in the MPU. I can do things.

又、第2図の実施例で用いたダイオードD2は定電流g
2が開放しても支障がないものであれば、必ずしも、必
要とするものではない。この時、定電流源2の開放電圧
をEi2とすれば、eo2=Ei2(1−E−1rl+
R1+’r2+R21c2t)Q・・・(40) となる。ここに、Ei2にIOVとし、 (27)式の
定数を(40)式に代入して計算すればeoz=9.9
7G となり Δeo2= 9 、75 G           =
・(41)(35)、 (41)式よりΔes<Δeo
2となり、MPUで、バーンアウトを容易に検出する事
ができる。
Furthermore, the diode D2 used in the embodiment of FIG. 2 has a constant current g.
2 is not necessarily required as long as it does not cause any problem if left open. At this time, if the open circuit voltage of the constant current source 2 is Ei2, then eo2=Ei2(1-E-1rl+
R1+'r2+R21c2t)Q...(40) It becomes. Here, if Ei2 is set to IOV and the constant of equation (27) is substituted into equation (40), eoz=9.9
7G, Δeo2=9, 75G=
・From equations (41), (35), and (41), Δes<Δeo
2, and the MPU can easily detect burnout.

又、差動増幅器5の出力eozのMPU演算周期1回の
変化量だけで、バーンアウト検出を行う方法としたが、
この限りではない。定常状態のΔeo2に基づき、MP
Uプログラムにより行う方法であればよい。例えば、差
動増幅器5の出力e02が、ある一定の標準範囲を超え
た場合に、バーンアウト検出としてもよい事はもちろん
である。
In addition, burnout was detected using only the amount of change in the output eoz of the differential amplifier 5 in one MPU calculation cycle; however,
This is not the case. Based on steady state Δeo2, MP
Any method using the U program may be used. For example, if the output e02 of the differential amplifier 5 exceeds a certain standard range, burnout may of course be detected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

かくの如く、本発明によるバーンアウト回路によれば、
被測定抵抗断線による各種の異常状態が発生した時、出
力をバーンアウトアップスケール又はダウンスケールの
いずれかの安定な方向に動作させることができ、制御系
を保護することができる。しかも、高精度を要求されな
い抵抗2ケおよび、ダイオード1ケを付加するのみであ
り、回路構成が簡単で、かつ安価に実現でき、工業計測
上有益である。
As described above, according to the burnout circuit according to the present invention,
When various abnormal conditions occur due to disconnection of the resistor to be measured, the output can be operated in a stable direction of burnout upscaling or downscaling, and the control system can be protected. Moreover, only two resistors and one diode are added, which do not require high precision, so the circuit configuration is simple and can be realized at low cost, which is useful for industrial measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係るバーンアウト回路を備えた測温抵
抗体式温度変換器の一実施例回路図、第2図(、)〜(
d)は第1図に示す実施例の異常時における等価回路図
、第3図は従来の測温抵抗体式温度変換器におけるバー
ンアラ1〜回路図、第4図(a)〜(h)は第3図に示
す実施例の異常時における等価回路図、第5図は第3図
、第4図に示す差動増幅器3の等価回路図、第6図は第
1図に示す実施例のバーンアウト処理の動作フローであ
る。 RO,R1,R2,R3・・・抵抗、C1,C2・・・
コンデンサ、Di、D2・・・ダイオード、4,5・・
・差動増幅器、6・・・入力切換回路、7・・・アナロ
グ/デジタル変換器、8・・・マイクロプロセッシング
ユニ第2図 第2図 第3図 eJ=er−2ez 第4図 M4図 第4図 第4図 弔 図 第 図
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a resistance thermometer type temperature converter equipped with a burnout circuit according to the present invention, and FIG.
d) is an equivalent circuit diagram at the time of abnormality of the embodiment shown in FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the embodiment shown in abnormality, FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the differential amplifier 3 shown in FIGS. 3 and 4, and FIG. 6 is a burnout diagram of the embodiment shown in FIG. 1. This is an operational flow of processing. RO, R1, R2, R3...Resistance, C1, C2...
Capacitor, Di, D2...Diode, 4,5...
・Differential amplifier, 6... Input switching circuit, 7... Analog/digital converter, 8... Microprocessing unit Figure 2 Figure 2 Figure 3 eJ=er-2ez Figure 4 Figure M4 Figure Figure 4 Figure 4 Funeral map Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、一端に電流供給用リード線を有し、他端に電圧検出
用リード線と共通リード線とを分岐して有する3線式被
測定抵抗体と、前記電流供給用リード線と前記共通リー
ド線とを介して前記抵抗体に電流を供給するための定電
流源と、前記定電流源の負側端子の電位を基準電位とし
て前記電流供給用リード線を介して発生した電圧を入力
とする第1の増幅器と、前記電圧検出用リード線を介し
て発生した電圧を入力とする第2の増幅器と、前記増幅
器の出力信号をアナログ/デジタル変換するA/D変換
器と、前記A/D変換器の出力を入力とするマイクロプ
ロセッシングユニット(以下MPUと称す)を具備し、
前記MPUは前記電流供給用リード線からの電圧に対応
した第1のデジタル入力信号と前記電圧検出用リード線
からの電圧に対応した第2のデジタル入力信号とを一定
の周期(以後演算周期と称す)で取り込むとともに、前
記第1のデジタル入力信号と、前記第2のデジタル入力
信号をもとに、前記被測定抵抗体からの配線抵抗分を補
償演算し、前記被測定抵抗体の抵抗変化分のみに対応し
た信号を出力するように成した温度・電気信号変換器に
おいて、前記電圧検出用リード線から前記第2の増幅器
に至る回路間に、第1の抵抗を接続すると共に、前記電
流供給用リード線と前記電圧検出用リード線との間に、
第2の抵抗を接続すると共に、前記電流供給用リード線
と前記第2の増幅器の入力端子間に一方向性半導体素子
を接続し、前記MPUは演算周期毎の前記第2のデジタ
ル入力信号の変化率を計算し、前記3本のリード線を有
する被測定抵抗体のいずれかのリード線が断線した時に
変化率があらかじめ定められた値以上と成すことによつ
て、前記MPUの出力を強制的に、上限または下限に振
切らせるように成したことを特徴とする3線式被測定抵
抗体のバーンアウト回路。
1. A three-wire resistor to be measured having a current supply lead wire at one end and a voltage detection lead wire and a common lead wire branched at the other end, and the current supply lead wire and the common lead. a constant current source for supplying current to the resistor through the wire, and a voltage generated through the current supply lead wire with the potential of the negative terminal of the constant current source as a reference potential as an input. a first amplifier; a second amplifier inputting the voltage generated via the voltage detection lead wire; an A/D converter that converts the output signal of the amplifier from analog to digital; Equipped with a microprocessing unit (hereinafter referred to as MPU) that receives the output of the converter as input,
The MPU transmits a first digital input signal corresponding to the voltage from the current supply lead wire and a second digital input signal corresponding to the voltage from the voltage detection lead wire at a certain period (hereinafter referred to as a calculation period). At the same time, based on the first digital input signal and the second digital input signal, the wiring resistance from the resistor to be measured is calculated to compensate for the resistance change of the resistor to be measured. In the temperature/electrical signal converter configured to output a signal corresponding only to the current, a first resistor is connected between the circuit from the voltage detection lead wire to the second amplifier, and between the supply lead wire and the voltage detection lead wire,
A second resistor is connected, and a unidirectional semiconductor element is connected between the current supply lead wire and the input terminal of the second amplifier, and the MPU receives the second digital input signal for each calculation period. Calculating the rate of change and forcing the output of the MPU by making the rate of change greater than a predetermined value when any lead wire of the resistor to be measured having the three lead wires is disconnected. A burnout circuit for a three-wire resistor to be measured, characterized in that the burnout circuit is configured to cause the resistor to be measured to swing out to an upper limit or a lower limit.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0622937U (en) * 1992-02-26 1994-03-25 山武ハネウエル株式会社 Resistance value converter for resistance thermometer
JP2007240230A (en) * 2006-03-07 2007-09-20 Yokogawa Electric Corp Temperature transmitter
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JP2020008444A (en) * 2018-07-10 2020-01-16 株式会社東芝 Wiring open detection circuit

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