JPH0631536A - ワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法 - Google Patents
ワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法Info
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- JPH0631536A JPH0631536A JP4193889A JP19388992A JPH0631536A JP H0631536 A JPH0631536 A JP H0631536A JP 4193889 A JP4193889 A JP 4193889A JP 19388992 A JP19388992 A JP 19388992A JP H0631536 A JPH0631536 A JP H0631536A
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- discharge machine
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
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- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
- B23H7/04—Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電加工中のワイヤの温度及び分布を正確に
計測する。 【構成】 加工電圧がオフされた後にループ電流ＩL が
流れる。このループ電流ＩL と、差動増幅器１３で測定
した電極１１，１２間の電圧から、電極１１，１２間の
抵抗を求め、この抵抗からワイヤ１の温度を求める。こ
れによって、実際の加工中のワイヤの温度が正確に測定
できる。
計測する。 【構成】 加工電圧がオフされた後にループ電流ＩL が
流れる。このループ電流ＩL と、差動増幅器１３で測定
した電極１１，１２間の電圧から、電極１１，１２間の
抵抗を求め、この抵抗からワイヤ１の温度を求める。こ
れによって、実際の加工中のワイヤの温度が正確に測定
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤ放電加工機のワイ
ヤ温度計測方法に関し、特にワイヤの温度分布を計測す
るワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法に関する。
ヤ温度計測方法に関し、特にワイヤの温度分布を計測す
るワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ワイヤ放電加工機の加工速度はワイヤの
断線によって大きく左右される。すなわち、ワイヤの断
線の頻度が高い加工条件で精密な加工ができず、ワイヤ
の断線が生じる加工条件よりやや低い加工条件で加工を
行う。
断線によって大きく左右される。すなわち、ワイヤの断
線の頻度が高い加工条件で精密な加工ができず、ワイヤ
の断線が生じる加工条件よりやや低い加工条件で加工を
行う。
【０００３】一般にワイヤの断線は、加工中の集中放電
により、ワイヤ温度が局部的に上昇して強度が低下する
ためと考えられており、実際に集中放電が発生したの
ち、その部分で断線することが確かめられている。した
がって、この集中放電を回避するために、加工電源のオ
ン・オフ時間を制御する等の努力がされている。
により、ワイヤ温度が局部的に上昇して強度が低下する
ためと考えられており、実際に集中放電が発生したの
ち、その部分で断線することが確かめられている。した
がって、この集中放電を回避するために、加工電源のオ
ン・オフ時間を制御する等の努力がされている。
【０００４】ワイヤの断線現象で最も重要と考えられる
のは、ワイヤの温度が加工中にどの程度で、どのように
分布しているかである。すなわち、加工中のワイヤの局
部的な温度上昇がゆるやかであれば、ワイヤ全体の冷却
をさらに高めることが必要である。逆に、局部的な温度
上昇がより極端であれば、放電を分散することが重要と
なる。いずれにせよ、現状ではワイヤの温度を直接計測
することが困難なため、どのような対策をすればよいか
が明確でない。
のは、ワイヤの温度が加工中にどの程度で、どのように
分布しているかである。すなわち、加工中のワイヤの局
部的な温度上昇がゆるやかであれば、ワイヤ全体の冷却
をさらに高めることが必要である。逆に、局部的な温度
上昇がより極端であれば、放電を分散することが重要と
なる。いずれにせよ、現状ではワイヤの温度を直接計測
することが困難なため、どのような対策をすればよいか
が明確でない。
【０００５】現在ワイヤの温度を計測する第１の方法
は、ワイヤの温度−強度特性から推定する方法である。
ある条件のもとでワイヤが断線したとすれば、その時の
ワイヤ張力から断線部分のワイヤの温度を推定する。
は、ワイヤの温度−強度特性から推定する方法である。
ある条件のもとでワイヤが断線したとすれば、その時の
ワイヤ張力から断線部分のワイヤの温度を推定する。
【０００６】第２の方法は、解析による方法であり、ワ
イヤ長さ方向のランダムな加熱とワイヤ表面の熱伝達率
を仮定して計算する方法である。
イヤ長さ方向のランダムな加熱とワイヤ表面の熱伝達率
を仮定して計算する方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の方法で
は、断線した箇所の温度が判別するのみで、ワイヤの全
体的な温度や温度分布を知ることは不可能である。
は、断線した箇所の温度が判別するのみで、ワイヤの全
体的な温度や温度分布を知ることは不可能である。
【０００８】また、第２の方法では、ワイヤの冷却を支
配する加工溝中の冷却水の流れの影響を考慮していない
ので、熱伝達率の推定に無理があり、実際のワイヤの温
度をそれほど正確に計算できない。
配する加工溝中の冷却水の流れの影響を考慮していない
ので、熱伝達率の推定に無理があり、実際のワイヤの温
度をそれほど正確に計算できない。
【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、正確にワイヤの温度を計測できるワイヤ放電
加工機のワイヤ温度計測方法を提供することを目的とす
る。また、本発明の他の目的は正確に温度分布を計測で
きるワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法を提供する
ことである。
のであり、正確にワイヤの温度を計測できるワイヤ放電
加工機のワイヤ温度計測方法を提供することを目的とす
る。また、本発明の他の目的は正確に温度分布を計測で
きるワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法を提供する
ことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、ワイヤ放電加工機の加工中のワイヤの温
度を計測するワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法に
おいて、放電電圧オフ後のループ電流からワイヤの抵抗
値を求め、前記抵抗値からワイヤの温度を求めることを
特徴とするワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法が、
提供される。
決するために、ワイヤ放電加工機の加工中のワイヤの温
度を計測するワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法に
おいて、放電電圧オフ後のループ電流からワイヤの抵抗
値を求め、前記抵抗値からワイヤの温度を求めることを
特徴とするワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法が、
提供される。
【００１１】また、ワイヤ放電加工機の加工中のワイヤ
の温度を計測するワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方
法において、放電中の上側の電極から流れる上側電流
と、下側の電極から流れる下側電流から放電位置を検出
し、前記上側電流、前記下側電流及び放電電圧オフ後の
ループ電流から前記放電位置とワーク下端間の抵抗値を
測定し、複数の前記抵抗値からワイヤの温度分布を計測
することを特徴とするワイヤ放電加工機のワイヤ温度計
測方法が、提供される。
の温度を計測するワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方
法において、放電中の上側の電極から流れる上側電流
と、下側の電極から流れる下側電流から放電位置を検出
し、前記上側電流、前記下側電流及び放電電圧オフ後の
ループ電流から前記放電位置とワーク下端間の抵抗値を
測定し、複数の前記抵抗値からワイヤの温度分布を計測
することを特徴とするワイヤ放電加工機のワイヤ温度計
測方法が、提供される。
【００１２】
【作用】放電電圧がオフになると、ワイヤのインピーダ
ンスマッチング不良により、ループ電流が流れる。この
ループ電流からワイヤの抵抗値を計算し、抵抗値からワ
イヤの温度を計測する。
ンスマッチング不良により、ループ電流が流れる。この
ループ電流からワイヤの抵抗値を計算し、抵抗値からワ
イヤの温度を計測する。
【００１３】また、上側電流と下側電流から放電位置を
求める。すなわち、放電位置が上にあれば、上側電流が
大きく、下にあれば下側放電電流が大きくなる。さら
に、放電位置とループ電流から、放電位置とワーク下端
のワイヤの抵抗値を求める。これらの抵抗値を複数回求
めれば、ワイヤの温度分布を計測することができる。
求める。すなわち、放電位置が上にあれば、上側電流が
大きく、下にあれば下側放電電流が大きくなる。さら
に、放電位置とループ電流から、放電位置とワーク下端
のワイヤの抵抗値を求める。これらの抵抗値を複数回求
めれば、ワイヤの温度分布を計測することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１はワイヤの温度を計測するための計測回路
の回路図である。ワイヤ１は給電子２，３から放電電圧
が印加される。放電電圧は加工電源５からワーク４とワ
イヤ１の間に印加される。また、ワイヤ１は上側ガイド
６及び下側ガイド７によって正確に位置決めされる。放
電電圧がオフした後に上下給電線８ａ，８ｂのインピー
ダンスマッチング不良のためループ電流ＩL が流れる。
明する。図１はワイヤの温度を計測するための計測回路
の回路図である。ワイヤ１は給電子２，３から放電電圧
が印加される。放電電圧は加工電源５からワーク４とワ
イヤ１の間に印加される。また、ワイヤ１は上側ガイド
６及び下側ガイド７によって正確に位置決めされる。放
電電圧がオフした後に上下給電線８ａ，８ｂのインピー
ダンスマッチング不良のためループ電流ＩL が流れる。
【００１５】ここで、ループ電流ＩL を測定するため
に、ワイヤ１のワーク４の上下の近傍に、電圧を検出す
るための電極１１，１２を配置する。この場合、電極１
１，１２は、図示されていない上下ノズルからの水の流
れを妨げないように、ワイヤ１を取り囲む薄い円環状と
する。したがって、ワイヤ電圧は水を介して流れる漏れ
電流によって計測する。ワイヤ１と電極１１，１２間の
分極電圧及び抵抗が、検出電圧及び電極１１，１２の抵
抗に比べ十分小さいならば正確な電圧測定ができる。
に、ワイヤ１のワーク４の上下の近傍に、電圧を検出す
るための電極１１，１２を配置する。この場合、電極１
１，１２は、図示されていない上下ノズルからの水の流
れを妨げないように、ワイヤ１を取り囲む薄い円環状と
する。したがって、ワイヤ電圧は水を介して流れる漏れ
電流によって計測する。ワイヤ１と電極１１，１２間の
分極電圧及び抵抗が、検出電圧及び電極１１，１２の抵
抗に比べ十分小さいならば正確な電圧測定ができる。
【００１６】なお、ワイヤ１と電極１１，１２の間に直
流電流を流すと電極１１，１２の表面の酸化、気泡の発
生により計測誤差を発生するので、コンデンサＣ１と抵
抗Ｒ１、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２、からなるコンデン
サカップリングでＡＣ電圧を検出する。そして、差動増
幅器１３でその差分、すなわち電極１１，１２間の電圧
を測定する。
流電流を流すと電極１１，１２の表面の酸化、気泡の発
生により計測誤差を発生するので、コンデンサＣ１と抵
抗Ｒ１、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２、からなるコンデン
サカップリングでＡＣ電圧を検出する。そして、差動増
幅器１３でその差分、すなわち電極１１，１２間の電圧
を測定する。
【００１７】一般にループ電流ＩL は一定の加工条件の
下では一定値であるので、この電圧とループ電流ＩL か
らワイヤ１の電極１１，１２間の抵抗が算出でき、抵抗
から温度を求めることができる。
下では一定値であるので、この電圧とループ電流ＩL か
らワイヤ１の電極１１，１２間の抵抗が算出でき、抵抗
から温度を求めることができる。
【００１８】なお、上記の実施例では、ループ電流を測
定するための計測回路はコンデンサ結合としたが、トラ
ンス結合として構成することもできる。図２はワイヤの
温度分布を計測するための計測回路の回路図である。図
２では、図１と同一の要素には同一の符号を付してあ
り、その説明は省略する。図２では給電子２，３の間に
一対の接触子２１，２２を設け、この接触子２１，２２
間の電圧を測定する。ここで、放電中は給電子２側から
電流Ｉu 、給電子３側から電流Ｉd が流れるとすれば、
接触子２１，２２間の電圧Ｖは、 Ｖ＝−Ｉu （ｒu ＋Ｒ−ｒi ）＋Ｉd （ｒd ＋ｒi ）────（１） で与えられる。
定するための計測回路はコンデンサ結合としたが、トラ
ンス結合として構成することもできる。図２はワイヤの
温度分布を計測するための計測回路の回路図である。図
２では、図１と同一の要素には同一の符号を付してあ
り、その説明は省略する。図２では給電子２，３の間に
一対の接触子２１，２２を設け、この接触子２１，２２
間の電圧を測定する。ここで、放電中は給電子２側から
電流Ｉu 、給電子３側から電流Ｉd が流れるとすれば、
接触子２１，２２間の電圧Ｖは、 Ｖ＝−Ｉu （ｒu ＋Ｒ−ｒi ）＋Ｉd （ｒd ＋ｒi ）────（１） で与えられる。
【００１９】ただし、 ｒu ；ワーク４の上端−接触
子２１間のワイヤ抵抗 Ｒ ；ワーク４の上下端間のワイヤ抵抗 ｒi ；ワーク４の下端から放電点Ｐまでのワイヤ抵抗 ｒd ；ワーク下端−接触子２２間のワイヤ抵抗 なお、放電の位置Ｐは上下に流れる電流値から判定する
ことができる。
子２１間のワイヤ抵抗 Ｒ ；ワーク４の上下端間のワイヤ抵抗 ｒi ；ワーク４の下端から放電点Ｐまでのワイヤ抵抗 ｒd ；ワーク下端−接触子２２間のワイヤ抵抗 なお、放電の位置Ｐは上下に流れる電流値から判定する
ことができる。
【００２０】ここで、ワーク４の上端での放電にｎ、ワ
ーク下端での放電に１、さらに途中での放電にｉのサフ
ィックスを用いると、以下の式が得られる。 Ｖn ＝−Ｉunｒu ＋Ｉdn（ｒd ＋Ｒ） ────（２ａ） Ｖ1 ＝−Ｉu1（ｒu ＋Ｒ）＋Ｉd1ｒd ────（２ｂ） Ｖi ＝−Ｉui（ｒu ＋Ｒ−ｒi ）＋Ｉd （ｒd ＋ｒi ） ────（２ｃ） この式では、４個の未知数ｒu ，Ｒ，ｒi ，ｒd に対し
て３個の方程式しかないので、これらの未知数を求める
ことはできない。そこで、加工電圧がオフされたときの
ループ電流ＩL と、この時の接触子２１，２２間の電圧
ＶL を測定する。これは、接触子２１，２２に接続され
た差動増幅器２３によって測定する。これにより、接触
子２１，２２間の抵抗Ｒ0 を以下の式で求めることがで
きる。
ーク下端での放電に１、さらに途中での放電にｉのサフ
ィックスを用いると、以下の式が得られる。 Ｖn ＝−Ｉunｒu ＋Ｉdn（ｒd ＋Ｒ） ────（２ａ） Ｖ1 ＝−Ｉu1（ｒu ＋Ｒ）＋Ｉd1ｒd ────（２ｂ） Ｖi ＝−Ｉui（ｒu ＋Ｒ−ｒi ）＋Ｉd （ｒd ＋ｒi ） ────（２ｃ） この式では、４個の未知数ｒu ，Ｒ，ｒi ，ｒd に対し
て３個の方程式しかないので、これらの未知数を求める
ことはできない。そこで、加工電圧がオフされたときの
ループ電流ＩL と、この時の接触子２１，２２間の電圧
ＶL を測定する。これは、接触子２１，２２に接続され
た差動増幅器２３によって測定する。これにより、接触
子２１，２２間の抵抗Ｒ0 を以下の式で求めることがで
きる。
【００２１】 Ｒ0 ＝ｒu ＋Ｒ＋ｒd ＝−ＶL ／ＩL ────（３） したがって、（２ａ〜２ｃ）と（３）式からｒu ，Ｒ，
ｒi ，ｒd を以下の式で求めることができる。
ｒi ，ｒd を以下の式で求めることができる。
【００２２】 ｒu ＝（Ｒ0 Ｉdn−Ｖn ）／（Ｉun＋Ｉdn） ｒd ＝−（Ｒ0 Ｉd1＋Ｖ1 ）／（Ｉu1＋Ｉd1） Ｒ ＝Ｒ0 −ｒu −ｒd ｒi ＝〔Ｖi ＋Ｉui（Ｒ＋ｒu ）−Ｉdiｒd 〕／（Ｉui
＋Ｉdi） ここで、ｒi が求められると、ワーク４の下端の抵抗が
求められる。したがって、この測定を繰り返せば、多数
の点の温度が計測できる。これを距離について微分し、
単位長さ当たりの温度分布を知ることができる。
＋Ｉdi） ここで、ｒi が求められると、ワーク４の下端の抵抗が
求められる。したがって、この測定を繰り返せば、多数
の点の温度が計測できる。これを距離について微分し、
単位長さ当たりの温度分布を知ることができる。
【００２３】このような計測回路によって測定した結果
では、ワイヤの温度上昇は１００°Ｃ程度であり、ワイ
ヤが断線する温度は約３００°Ｃ〜４００°Ｃであるの
で、断線は集中放電によるものと思われる。
では、ワイヤの温度上昇は１００°Ｃ程度であり、ワイ
ヤが断線する温度は約３００°Ｃ〜４００°Ｃであるの
で、断線は集中放電によるものと思われる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、加工電
圧オフ後のループ電流から温度を計測するようにしたの
で、簡単な構成で正確にワイヤの温度を測定できる。
圧オフ後のループ電流から温度を計測するようにしたの
で、簡単な構成で正確にワイヤの温度を測定できる。
【００２５】また、上下の給電子からの上側電流、下側
電流及びループ電流から、放電位置と電流分布を計測す
るようにしたので、正確なワイヤの温度分布が測定でき
る。
電流及びループ電流から、放電位置と電流分布を計測す
るようにしたので、正確なワイヤの温度分布が測定でき
る。
【図１】ワイヤの温度を計測するための計測回路の回路
図である。
図である。
【図２】ワイヤの温度分布を計測するための計測回路の
回路図である。
回路図である。
１ ワイヤ ２ 給電子 ３ 給電子 ４ ワーク ５ 加工電源 ６ 上側ガイド ７ 下側ガイド １３ 差動増幅器 ２３ 差動増幅器
Claims (2)
- 【請求項１】 ワイヤ放電加工機の加工中のワイヤの温
度を計測するワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法に
おいて、 放電電圧オフ後のループ電流からワイヤの抵抗値を求
め、前記抵抗値からワイヤの温度を求めることを特徴と
するワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法。 - 【請求項２】 ワイヤ放電加工機の加工中のワイヤの温
度を計測するワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法に
おいて、 放電中の上側の電極から流れる上側電流と、下側の電極
から流れる下側電流から放電位置を検出し、 前記上側電流、前記下側電流及び放電電圧オフ後のルー
プ電流から前記放電位置とワーク下端間の抵抗値を測定
し、 複数の前記抵抗値からワイヤの温度分布を計測すること
を特徴とするワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4193889A JPH0631536A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法 |
| PCT/JP1993/000972 WO1994002277A1 (fr) | 1992-07-21 | 1993-07-13 | Procede de mesure de la temperature d'un fil pour machine d'etincelage par fil |
| US08/199,287 US5590964A (en) | 1992-07-21 | 1993-07-13 | Wire temperature measuring method for a wire electric discharge machine |
| DE69306925T DE69306925T2 (de) | 1992-07-21 | 1993-07-13 | Verfahren zur messung der drahtelektrodetemperatur in einer drahtschneidefunkenerosionsmaschine |
| EP93916159A EP0604665B1 (en) | 1992-07-21 | 1993-07-13 | Wire temperature measuring method for wire electrical discharge machine |
| US08/606,338 US5725307A (en) | 1992-07-21 | 1996-02-23 | Wire temperature distribution measuring method for a wire electric discharge machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4193889A JPH0631536A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0631536A true JPH0631536A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16315427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4193889A Withdrawn JPH0631536A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5590964A (ja) |
| EP (1) | EP0604665B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0631536A (ja) |
| DE (1) | DE69306925T2 (ja) |
| WO (1) | WO1994002277A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112011103824T5 (de) | 2010-11-19 | 2013-08-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Drahtelektrodenanlassbearbeitungsverfahren und Drahtelektroerodierbearbeitungsvorrichtung |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5913158A (en) * | 1997-01-17 | 1999-06-15 | Sullivan; William B. | Dynamic temperature measurement |
| CN100386170C (zh) * | 2006-06-09 | 2008-05-07 | 清华大学 | 一种电火花线切割加工电极丝温度检测装置 |
| US9634516B2 (en) * | 2009-04-14 | 2017-04-25 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for monitoring temperature of a power distribution circuit |
| US9397519B2 (en) * | 2009-04-14 | 2016-07-19 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for controlling current of a power distribution circuit |
| US11376973B2 (en) | 2009-04-14 | 2022-07-05 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for monitoring temperature of a power distribution circuit |
| US20110153242A1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | Gm Global Technology Operations, Inc | Thermocouple measurement in a current carrying path |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812537B2 (ja) * | 1975-08-13 | 1983-03-09 | エレバムセイキ カブシキガイシヤ | オンドプロフアイラ−ヨウソシ |
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