JPH0979918A - 測温抵抗体を用いた温度計測方法及び回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測温抵抗体の非線形特性を線形補正すると共
に、接続ケーブルの影響を除去して高精度の温度計測が
可能な測温抵抗体を用いた温度計測方法及び装置。 【解決手段】 基準電圧源２０４から入力される基準電
圧とその電流補正入力端から入力される電圧とに基づき
電流値が規定される定電流を電流出力端から出力する定
電流回路２０３と、この定電流回路の電流出力端に自己
の抵抗体の一端の接続線を介して接続され、その他端は
接続線を介して接地された３線式測温抵抗体２０１と、
この測温抵抗体２０１の一端に接続された２つの接続線
の一方が抵抗器Ｒ₁ を介して入力端の負側に接続され、
前記２つの接続線の他方が入力端の正側に接続され、そ
の出力端が前記定電流回路２０３の電流補正入力端に接
続され、前記接続線の発生電圧を打消し測温抵抗体２０
１のみの発生電圧を前記出力端から出力する＃１増幅器
２０５と、この＃１増幅器２０５の出力電圧と前記基準
電圧源２０４の基準電圧との差を増幅して出力する＃２
増幅器２０６とを備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は測温抵抗体の温度対
抵抗値変化の非線形特性を線形に補正すると共に、その
接続線の影響を除去して温度計測を行う温度計測方法及
び回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】測温抵抗体の温度対抵抗値変化の非直線
性を直線化補正する機能を有する温度計測回路について
の公知文献としては、例えば特公昭６３−３６４４７号
公報の「測温抵抗体による温度測定回路」がある。

【０００３】図６及び図７は上記特許公報の第４図及び
第９図に開示された温度測定回路の例を示す図である。
従ってこの２つの図面の詳細な動作説明は上記公報の明
細書に記載されているので省略し、本発明に関係のある
箇所についてのみ述べる。図６及び図７において、１，
２は測定電流設定抵抗器、４はゼロサプレッション抵抗
器、３は３線式測温抵抗体、Ｖ_E は基準電圧源、１０１
は直列回路、１０２は３線式測温抵抗体３とゼロサプレ
ッョン抵抗器４の抵抗値が等しいときの接続点Ｂの電位
を等価的に基準電位点Ｄの電位となるように制御する電
位制御手段、１９，１０３は増幅器、１８は第１電流補
正手段、４０１は第２電流補正手段であり、この第２電
流補正手段４０１により測温抵抗体３の抵抗変化を直線
化補正して出力するようにしている。

【０００４】また図７の９０１は電流供給回路であり、
この電流供給回路９０１から出力される電流値ｉを増幅
器１９の出力により制御することにより、図６の場合と
同様に直線化補正を行う作用効果を有するものである。
２つの回路のいずれも、２つの測定電流設定抵抗器と、
１つのゼロサプレッション抵抗器と、１つの３線式測温
抵抗体の合計４つの抵抗器によりなるブリッジ回路、基
準電圧源、電圧制御回路及び電流又は電圧を正帰還する
増幅器で構成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の温
度測定回路では、次のような問題点があった。図６及び
図７の回路において、測温抵抗体３の測定温度が基準と
なる温度と等しくないときは、測温抵抗体３の抵抗値は
ゼロサプレッション抵抗器４の抵抗値と異なる。そのた
め接続ケーブル６と７に発生する電圧が異なり、接続ケ
ーブル６と７の抵抗値が無視できないときは、温度計測
誤差は大きくなるという問題点があった。また図６の回
路において、上述の状態では、接続点Ｂに発生する電圧
が接続ケーブルの抵抗値により影響を受けるので、増幅
器１９の抵抗器４０２による正帰還量にも誤差が含まれ
るので、さらに計測誤差が大きくなるという問題点があ
った。従って、従来の測温抵抗体を用いた温度計測回路
における上記の問題点を解決する温度計測方法及び回路
が要望されていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１又は３
に係る測温抵抗体を用いた温度計測方法又は回路は、測
温抵抗体の温度対抵抗値変化の非線形特性を線形に補正
すると共に、その接続線の影響を除去して温度計測を行
う温度計測方法又は回路において、基準電圧源から入力
される基準電圧とその電流補正入力端から入力される電
圧とに基づき電流値が規定される定電流を電流出力端か
ら出力する定電流回路と、この定電流回路の電流出力端
に自己の抵抗体の一端に接続された第１の接続線の他端
が接続され、その他端に接続された接続線の他端が接地
された３線式測温抵抗体と、この３線式測温抵抗体の一
端に接続された第１の接続線の他端が抵抗器を介して一
対の入力端の一方に接続され、前記３線式測温抵抗体の
一端に接続された第２の接続線の他端が前記一対の入力
端の他方に接続され、その出力端が前記定電流回路の電
流補正入力端に接続され、前記接続線の発生電圧を打消
し測温抵抗体のみの発生電圧を前記出力端から出力する
第１の増幅器と、この第１の増幅器の出力する電圧と前
記基準電圧源の基準電圧との差を増幅して、前記測温抵
抗体の温度に比例した線形出力を得る第２の増幅器とを
備えたものである。

【０００７】本発明の請求項２又は４に係る測温抵抗体
を用いた温度計測方法又は回路は、前記請求項１又は３
に係る測温抵抗体を用いた温度計測方法又は回路に要す
る各手段に、複数の入力端には複数の各３線式測温抵抗
体の一端に接続された第１の接続線の他端がそれぞれ接
続され、共通の出力端が前記定電流回路の電流出力端に
接続され、選択信号によって指定された前記複数の入力
端のうちの１つを選択して前記共通の出力端と接続する
第１の選択手段と、複数の入力端には前記複数の各３線
式測温抵抗体の一端に接続された第１の接続線の他端が
それぞれ接続され、共通の出力端が前記第１の増幅器の
一対の入力端の一方に直列接続された抵抗器の他端に接
続され、前記同一選択信号によって指定された前記複数
の入力端のうちの１つを選択して前記共通の出力端と接
続する第２の選択手段と、複数の入力端には前記複数の
各３線式測温抵抗体の一端に接続された第２の接続線の
他端がそれぞれ接続され、共通の出力端が前記第１の増
幅器の一対の入力端の他方に接続され、前記同一選択信
号によって指定された前記複数の入力端のうちの１つを
選択して前記共通の出力端と接続する第３の選択手段と
を含む測温抵抗体選択手段を付加したものである。

【０００８】本発明の請求項５に係る測温抵抗体を用い
た温度計測回路は、測温抵抗体の温度対抵抗値変化の非
線形特性を線形に補正すると共に、その接続線の影響を
除去して温度計測を行う温度計測回路において、基準電
圧源から入力される基準電圧と自己の電流出力端の電圧
と接続線分補正入力端から入力される電圧とに基づき電
流値が規定される定電流を前記電流出力端から出力する
定電流回路と、この定電流回路の電流出力端に自己の抵
抗体の一端に接続された接続線の他端が接続され、その
他端に接続された第１の接続線の他端が接地された３線
式測温抵抗体と、この３線式測温抵抗体の他端に接続さ
れた第１の接続線の他端が抵抗器を介して一対の入力端
の一方に接続され、前記３線式測温抵抗体の他端に接続
された第２の接続線の他端が前記一対の入力端の他方に
接続され、その出力端が前記定電流回路の接続線分補正
入力端に接続され、前記接続線の発生電圧を前記出力端
から出力する第１の増幅器と、前記定電流回路の電流出
力端と３線式測温抵抗体の一端の接続線との接続点の電
圧と前記第１の増幅器の出力する電圧との差を増幅し
て、前記３線式測温抵抗体の接続線の発生電圧を除去し
温度に比例した線形出力を得る第２の増幅器とを備えた
ものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】

実施形態１．図１は本発明の実施形態１に係る測温抵抗
体を用いた温度計測回路図である。図１において、２０
１は３線式測温抵抗体、２０２は３線式測温抵抗体２０
１の両端にそれぞれ接続される接続線２０２Ａ，２０２
Ｂ，２０２Ｃよりなる接続ケーブルであり、各接続線の
抵抗値はｒであるとする。２０３は本発明に係る定電流
回路であり、この例ではオペアンプ２０１及び抵抗器Ｒ
_a 〜Ｒ_f により構成され、基準電圧入力端、電流出力端
及び電流補正入力端を有する。この定電流回路２０３の
機能は、３線式測温抵抗体２０１の温度に対する抵抗値
変化の非線形特性を線形に補正できるような定電流をそ
の電流出力端から出力することであるが、この説明は後
述する。

【００１０】２０４は基準電圧源であり、温度計測に用
いる高精度の基準電圧Ｖ_r を出力する。２０５は測温抵
抗体２０１に接続された接続線２０２Ａ〜２０２Ｃの発
生電圧を打消し、測温抵抗体２０１のみの発生電圧を検
出する機能を有する増幅器であり、その入力抵抗器Ｒ₁
及び帰還抵抗器Ｒ₂ を含む構成となっている。２０６は
線形増幅特性を有する増幅器で、その出力信号は計測信
号として出力端から出力される。そしてその入出力端に
少くとも一方の端子が接続される抵抗器Ｒ₃ 〜Ｒ₆ を含
む構成となっている。なお、図１の回路には、２つの増
幅器が含まれるため、説明の都合上、前段の増幅器２０
５を第１の増幅器、後段の増幅器２０６を第２の増幅器
とも呼ぶことにする。

【００１１】図１の回路の動作を説明する。図１の定電
流回路２０３は、基準電圧源２０４の出力電圧Ｖ_r をそ
の基準電圧入力端から抵抗器Ｒ_a を介してオペアンプ２
１３の正側入力端に入力すると共に、その電流補正入力
端から入力される電圧を抵抗器Ｒ_b を介して同様にオペ
アンプ２１３の正側入力端に帰還入力することにより、
電流値ｉが規定される定電流をその電流出力端から外部
に出力する。そして増幅器２０５の入力抵抗が十分に大
きい場合には、前記定電流回路２０３の電流出力端から
外部に出力される定電流ｉは、接続ケーブル２０２の接
続線２０２Ｃを介して測温抵抗体２０１の一端に供給さ
れ、その他端から接続線２０２Ａを介して接地される。

【００１２】いま接続線２０２Ｃと２０２Ａの抵抗値を
等しくしたとすると、定電流回路２０３の電流出力端と
測温抵抗体２０１の一端に接続された接続線２０２Ｃの
他端との接続点Ｃの電位Ｖ_C は、接続線２０２Ｃと２０
２Ａにそれぞれ発生する電圧ｉ・ｒと測温抵抗体２０１
に発生する電圧Ｅ_t との和で次の（１）式となる。 Ｖ_C ＝Ｅ_t ＋２（ｉ・ｒ） …（１） 同様に測温抵抗体の一端に接続された接続線２０２Ｂの
他端Ｂの電位Ｖ_B は次の（２）式で示される。 Ｖ_B ＝Ｅ_t ＋ｉ・ｒ …（２）

【００１３】増幅器２０５は、前記Ｂ点の電位Ｖ_B とＣ
点の電位Ｖ_C とを入力し、次の（３）式の演算を行うよ
うに、 Ｖ_B −（Ｖ_C −Ｖ_B ）＝２・Ｖ_B −Ｖ_C …（３） 入力抵抗器Ｒ₁ と帰還抵抗器Ｒ₂ の抵抗値を等しい値に
設定しておくと、（３）式は、前記（１），（２）式を
代入するとＥ_t となり、増幅器２０５は測定抵抗体２０
１のみに発生する電圧（即ち接続線２０２Ｃと２０２Ａ
の抵抗値により生じる電圧分を除去した電圧）Ｅ_t と等
しい電圧を出力する。そして増幅器２０５の出力電圧Ｅ
_t は、抵抗器Ｒ₃ を介して増幅器２０６の入力側に供給
されると共に、定電流回路２０３の電流補正入力端にも
入力される。

【００１４】定電流回路２０３の出力する定電流ｉの値
は、基準電圧源２０４から基準電圧入力端を介して入力
する基準電圧Ｖ_r と、前記増幅器２０５から電流補正入
力端を介して入力する測温抵抗体２０１の発生電圧と等
しい電圧Ｅ_t とに基いて規定されることは既に説明した
通りである。そして前記基準電圧Ｖ_r は一定値である
が、測温抵抗体２０１はその温度に応じた抵抗値となる
ので、その発生電圧Ｅ_tは測定温度に応じて変化する。
例えば白金１００Ωの測温抵抗体の場合、ＪＩＳ規格に
より、０℃で１００Ωの抵抗値は１００℃で約１３９．
１６Ω、２００℃で約１７７．１３Ωと、高温になるに
従い抵抗値は順次増加してゆくが、その温度対抵抗値変
化の非直線性は上に凸の飽和形特性となっている。従っ
てこの非線形特性の補正を行わない場合には、高温測定
において、実際の温度よりも低い値の温度として計測し
てしまうことになる。

【００１５】例えばいま定電流回路２０３の出力電流が
ｉで、測定抵抗体２０１の温度が低温から高温に変化
し、その抵抗値がＲから（Ｒ＋ΔＲ）に変化すると、そ
の発生電圧Ｅ_t もΔＥ＝ΔＲ・ｉだけ増加するように設
定されている。これによって増幅器２０５から定電流回
路２０３の電流補正入力端に入力される電圧も低温時よ
りもΔＥだけ増加することになる。この定電流回路２０
３の電流補正入力端の電圧の増加分ΔＥは、抵抗器Ｒ_b
を介してオペアンプ２１３の正側入力端に帰還入力され
るので、オペアンプ２１３から出力する定電流の値は低
温時のｉよりもΔｉだけ増加し、この増加した定電流
（ｉ＋Δｉ）がその電流出力端から接続線２０２Ｃを介
して測温抵抗体２０１へ供給される。従って高温時の測
温抵抗体２０１における発生電圧（Ｒ＋ΔＲ）・（ｉ＋
Δｉ）は、前記温度対抵抗値変化の非線形特性が上に凸
の飽和形のため、低温時の定電流ｉのみによっては不足
していた電圧分が、前記定電流の増加分Δｉによる電圧
の増加によって、温度に比例した電圧となり、線形に補
正されたことになる。

【００１６】上記のように定電流回路２０３は、測温抵
抗体２０１の温度に対する抵抗値変化の非線形特性を線
形に補正する電流値を出力するように、オペアンプ２１
３及び各抵抗器Ｒ_a 〜Ｒ_f の値が設定されているので、
測温抵抗体２０１に発生する電圧Ｅ_t は、温度に比例し
た電圧となる。増幅器２０６は、線形特性のもので、前
記増幅器２０５が出力する線形に補正された測温抵抗体
の発生電圧Ｅ_t と基準電圧源２０４が出力する基準電圧
Ｖ_r との差を増幅して所要の出力信号の形態とし、計測
出力端に出力する。従って例えば、前記基準電圧Ｖ_r の
値を測温抵抗体２０１の０℃のときの発生電圧と等しい
値に設定しておけば、増幅器２０６の出力電圧は、測定
温度が０℃のときに０Ｖ、正の温度では正電圧、負の温
度では負電圧の温度に比例した電圧値となる。

【００１７】実施形態２．図２は本発明の実施形態２に
係る測温抵抗体を用いた温度計測回路図である。図２
は、図１の定電流回路２０３内の電流検出用抵抗器Ｒ_f
の抵抗値が、接続線２０２Ａ〜２０２Ｃの抵抗値に対し
て十分に大きい場合に、この抵抗器Ｒ_f を省略し、電流
補正用抵抗器Ｒ_b と兼用した定電流回路２０３Ａを図１
の定電流回路２０３の代りに設けたものである。その他
の回路素子については、図２と図１は全く同一であり、
上記抵抗器Ｒ_fの抵抗値がきわめて大きいという条件が
成立する場合に、図２の回路は図１の回路と同等の作用
・効果を有し、且つ抵抗器の数を１つ減少できるもので
ある。

【００１８】実施形態３．図３は本発明の実施形態３に
係る測温抵抗体を用いた温度計測回路図である。図３
は、例えばスイッチ等の選択手段により複数の３線式測
温抵抗体のうちの１つを選択して図２の温度計測回路に
接続できるように、図２の計測回路にアナクログスイッ
チ２０７を追加して設けたものである。図３のアナログ
スイッチ２０７は、内部に３つのスイッチ素子Ｓ₁ ，Ｓ
₂ ，Ｓ₃ を含んでおり、図の各スイッチと直列に挿入さ
れた抵抗ｒ_S1，ｒ_S2，ｒ_S3は、それぞれのスイッチ素子
がＯＮになったときの抵抗値を示している。また各スイ
ッチ素子のＯＮ抵抗値は、素子毎にばらつくので、前記
ｒ_S1，ｒ_S2，ｒ_S3はそれぞれ異なる値になっても支障は
ない。

【００１９】即ち、アナログスイッチ素子Ｓ₂ ，Ｓ₃ の
後段に接続された増幅器（接続ケーブル２０２の発生電
圧を打消す機能を有する増幅器）２０５の入力抵抗は十
分に大きな値に設計されているので、アナログスイッチ
素子のＯＮ抵抗ｒ_S2，ｒ_S3が入力抵抗に直列に付加され
てもこれを無視することができる。また定電流回路２０
３Ａの電流出力端に接続されるアナログスイッチ素子Ｓ
₁のＯＮ抵抗値ｒ_S1は、電流が定電流であることから、
この抵抗値ｒ_S1によって定電流の値は変化せず、動作に
影響することはない。このように実施形態３において
は、測温抵抗体を選択して接続するスイッチ素子がＯＮ
抵抗を有しても、また各ＯＮ抵抗の値がばらついても、
計測精度に影響することなく温度計測ができるという特
徴がある。

【００２０】図４は図３のアナログスイッチ２０７の具
体的な回路例を示す図である。図４において、２０１−
１〜２０１−３は＃１〜＃３測温抵抗体、２０１−１〜
２０２−３は＃１〜＃３接続ケーブルであり、この図で
は３つの３線式測温抵抗体を切換えて温度計測を行う例
を示している。図４のアナログスイッチ２０７、内部に
９個のスイッチ素子Ｓ₁₁〜Ｓ₃₃を含んでおり、外部から
供給される選択信号によって、３つの測温抵抗体のうち
の１つが指定され、この指定された測温抵抗体に接続さ
れる３つのアナログスイッチ素子をＯＮとするものであ
る。また図の各スイッチと直列に挿入された抵抗ｒ_S11
〜ｒ_S33 は、それぞれのスイッチ素子がＯＮになったと
きの抵抗値を示している。また説明の都合上、スイッチ
素子の出力側が、定電流回路２０３Ａの電流出力端と接
続される３つのスイッチ素子を第１のスイッチ手段、増
幅器２０５の負側入力端に直列接続された抵抗器Ｒ₁ と
接続される３つのスイッチ素子を第２のスイッチ手段、
前記増幅器２０５の正側入力端と接続される３つのスイ
ッチ素子を第３のスイッチ手段と称することにする。

【００２１】そして上記第１のスイッチ手段は、前記選
択信号に基づき、３つの測温抵抗体の一端に接続された
第１の接続線の他端のうちの１つを選択して定電流回路
２０３Ａの電流出力端に接続し、第２のスイッチ手段
は、前記第１のスイッチ手段Ｓ₁ によって選択された前
記第１の接続線の他端を増幅器２０５の負側入力端に直
列接続された抵抗器Ｒ₁ の他端に接続し、第３のスイッ
チ手段は、前記第１のスイッチ手段Ｓ₁ が選択した測温
抵抗体の一端に接続された第２の接続線の他端を増幅器
２０５の正側入力端に接続する。このようなアナログス
イッチ２０７を設けることにより、図３又は図４の回路
は、図２の回路と全く同様の動作を行い、複数の測温抵
抗体を切換えて精度良く温度計測を行うことができる。

【００２２】実施形態４．図５は本発明の実施形態４に
係る測温抵抗体を用いた温度計測回路図である。図５
は、測温抵抗体２０１の接続ケーブル２０２に発生する
電圧分を検出する増幅器２０５を接地側に設け、この増
幅器２０５の出力電圧を、定電流回路２０３Ｂの接続線
分補正入力端と基準電圧源２０４の負側出力端へ供給す
ると共に、増幅器２０６の負側入力端にも供給する。

【００２３】ここで図５の回路と前記図１〜図３の回路
との構成上の相違とその機能上の差について説明する。
まず測温抵抗体２０１の電流供給側と接地側について両
者を比較すると、図１〜図３の回路では、測温抵抗体２
０１の一端に２本の接続線の接続された方の一方の接続
線から測定電流を供給し、測温抵抗体の他端に１本の接
続線の接続される方の接続線を介して接地している。こ
れに比較して、図５の回路では、測温抵抗体２０１の一
端に１本の接続線の接続される方の接続線を介して測定
電流を供給し、測温抵抗体の他端に２本の接続線の接続
される方の一方の接続線により接地している。そして接
続ケーブル２０２の配線が長距離となり、外部から電気
的又は磁気的雑音が接続線に誘導される場合には、一般
に図５の回路における接地方法の方が、図１〜図３の場
合よりも、接続ケーブルにおける誘導雑音の値が小さい
ことが知られている。従って図５における測温抵抗体の
接地方法は、接続ケーブルにおける誘導雑音を低減する
効果がある。

【００２４】次に基準電圧源２０４の負側出力端の電位
について比較すると、図１〜図３の回路では、この負側
出力端は接地され、接地電位になっている。しかし図５
の回路では、この負側出力端は接地されずにフローティ
ングとなっており、増幅器２０５の出力電位（接地電位
よりもやや高い電位）に保持されており、この保持電位
が定電流回路２０３Ｂの接続線分補正入力端にも供給さ
れている。そして定電流回路２０３Ｂの出力する定電流
の電流値は、基準電圧入力端からの入力電圧Ｖ_R と、前
記接続線分補正入力端からの入力電圧と、電流出力端の
電圧とに基いて規定される。即ち定電流回路２０３Ｂの
電流出力端における電圧は、抵抗器Ｒ_b を介してオペア
ンプ２１３の正側入力端に帰還されるため、このＲ_b の
値をやや小さく設定することにより出力電流の補正動作
を行わせることができる。

【００２５】増幅器２０６は、測温抵抗体２０１への接
続線２０２Ａの他端の電圧に含まれる接続ケーブル２０
２の発生電圧分を、増幅器２０５の出力電圧によって除
去して測温抵抗体２０１のみによる発生電圧を求め、さ
らにこの測温抵抗体の発生電圧と基準電圧Ｖ_r との差を
増幅して所要の出力信号の形態として計測出力端に出力
する。従って前記基準電圧Ｖ_r の値を測温抵抗体の０℃
のときの発生電圧と等しい値に設定しておくことによ
り、測定温度の正負と出力電圧の正負との対応した出力
信号とすることができる。

【００２６】以上説明したように、本発明の実施形態１
〜４によれば以下の効果が得られる。 （１）従来の測温抵抗体を用いた温度計測方法において
は、測定抵抗体の接続ケーブルは、その抵抗値が計測誤
差に影響するので、測定に使用する電流や電圧が小さく
てもできるだけ太くて短いものを用い、さらに３本の電
線は抵抗値の揃ったものである必要があった。しかし本
発明の温度計測方法においては、測温抵抗体の接続ケー
ブルの影響を打消すことができるので、細くて長い接続
ケーブルを用いることが可能となり、また、基本的には
２本の電線の抵抗値のみが等しければよく、従来の計測
方法に比較して配線工事費を大幅に低減できる。 （２）同様に測温抵抗体を用いた温度計測装置を小形化
したいとき、従来技術による装置に、計測誤差を少くす
るため太い接続ケーブルを接続する場合に、ケーブルの
引出しや接続の取扱が困難となる。また従来技術で細い
接続ケーブルを使用する場合には、電線の影響を受けに
くい信号に変換する信号変換部を計測装置に設け、さら
にこれに電源を供給する電源部も要するため装置が大形
となり小形化が困難となる。しかし本発明によれば、細
い接続ケーブルの使用が可能なので、ケーブルの取扱が
容易な上、従来技術で要した信号変換部や電源部も不要
であるため、温度計測装置の小形化が容易に達成でき
る。

【００２７】（３）また本発明によれば、図４のように
複数の測温抵抗体を切換えて温度計測を行う場合にも、
接続ケーブルの影響を打消して計測精度の良い温度計測
が可能となる。 （４）さらに複数の設置位置にそれぞれ温度計測装置を
設置して、各装置からの出力信号を一箇所にまとめて集
中管理を行うシステムにおいて、本発明においては、従
来技術で要した各計測装置毎の信号変換部や電源部が不
要となり、システム全体のコストダウンと小形化が可能
となる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、測温抵抗
体の温度対抵抗値変化の非線形特性を線形に補正すると
共に、その接続線の影響を除去して温度計測を行う温度
計測方法及び装置において、基準電圧源から入力される
基準電圧と電流補正入力端から入力される電圧とに基づ
き定電流回路の電流値が規定される定電流を電流出力端
から出力して３線式測温抵抗体の一端に接続された第１
の接続線の他端から供給し、前記３線式測温抵抗体の他
端に接続される接続線を介して接地し、前記３線式測温
抵抗体の一端に接続された第１及び第２の接続線のそれ
ぞれの他端の電位を第１の増幅器に入力し、前記接続線
の発生電圧を打消し測温抵抗体のみの発生電圧を前記第
１の増幅器から出力して前記定電流回路の電流補正入力
端に入力し、測温抵抗体の発生電圧を温度に比例した線
形に補正すると共に、前記第１の増幅器の出力電圧と前
記基準電圧源の基準電圧とを第２の増幅器に入力し、前
記第２の増幅器が入力した２つの電圧の差を増幅した温
度計測信号を出力するようにしたので、測温抵抗体の接
続ケーブルとして細くて長いケーブルも使用できるよう
になり、従来技術と比較して、測温抵抗体と接続する配
線工事費の大幅低減及び温度計測装置の小形化が可能に
なるという効果が得られる。

【００２９】また本発明によれば、前記温度計測方法及
び装置において、複数の３線式測温抵抗体のうちのいず
れかを指定する選択信号により１つの３線式測温抵抗体
を選択し、この選択された３線式測温抵抗体の一端に接
続された第１の接続線の他端を、前記定電流回路の電流
出力端に接続すると共に、前記第１の増幅器の一対の入
力端の一方に直列接続された抵抗器の他端に接続し、ま
た前記選択信号により選択された３線式測温抵抗体の一
端に接続された第２の接続線の他端を前記第１の増幅器
の一対の入力端の他方に接続することにより複数の３線
式測温抵抗体を選択して温度計測を行うようにしたの
で、複数の測温抵抗体を切換えて温度計測を行う場合に
も高精度の温度計測が可能となり、また複数の設置位置
にそれぞれ温度計測装置を設置し、各装置からの出力信
号を一箇所にまとめて集中管理を行うシステムのコスト
ダウン及び小形化が可能となるという効果が得られる。

【００３０】また本発明によれば、測温抵抗体の温度対
抵抗値変化の非線形特性を線形に補正すると共に、その
接続線の影響を除去して温度計測を行う温度計測回路に
おいて、定電流回路は基準電圧源から入力される基準電
圧と自己の電流出力端の電圧と接続線分補正入力端から
入力される電圧とに基づき電流値が規定される定電流を
前記電流出力端から出力し、３線式測温抵抗体は前記定
電流回路の電流出力端に自己の抵抗体の一端に接続され
た接続線の他端が接続され、その他端に接続された第１
の接続線の他端が接地され、第１の増幅器は前記３線式
測温抵抗体の他端に接続された第１の接続線の他端が抵
抗器を介して一対の入力端の一方に接続され、前記３線
式測温抵抗体の他端に接続された第２の接続線の他端が
前記一対の入力端の他方に接続され、その出力端が前記
定電流回路の接続線分補正入力端に接続され、前記接続
線の発生電圧を前記出力端から出力し、第２の増幅器は
前記定電流回路の電流出力端と３線式測温抵抗体の一端
の接続線との接続点の電圧と前記第１の増幅器の出力す
る電圧との差を増幅して、前記３線式測温抵抗体の接続
線の発生電圧を除去し温度に比例した線形出力を得るよ
うにしたので、測温抵抗体の接続ケーブルとして細くて
長いケーブルも使用できるようになったと共に、前記測
温抵抗体の他端に接続された２本の接続線のうちの一方
を介して接地することにより、外部の雑音源から接続ケ
ーブルに誘導される電気的又は磁気的誘導雑音を低減で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る測温抵抗体を用いた
温度計測回路図である。

【図２】本発明の実施形態２に係る測温抵抗体を用いた
温度計測回路図である。

【図３】本発明の実施形態３に係る測温抵抗体を用いた
温度計測回路図である。

【図４】図３のアナログスイッチの具体的な回路例を示
す図である。

【図５】本発明の実施形態４に係る測温抵抗体を用いた
温度計測回路図である。

【図６】従来の測温抵抗体による温度測定回路例１を示
す図である。

【図７】従来の測温抵抗体による温度測定回路例２を示
す図である。

【符号の説明】

２０１ ３線式測温抵抗体 ２０２ 接続ケーブル ２０３，２０３Ａ，２０３Ｂ 定電流回路 ２０４ 基準電圧源 ２０５ ＃１増幅器 ２０６ ＃２増幅器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測温抵抗体の温度対抵抗値変化の非線形
   特性を線形に補正すると共に、その接続線の影響を除去
   して温度計測を行う温度計測方法において、 基準電圧源から入力される基準電圧と電流補正入力端か
   ら入力される電圧とに基づき定電流回路の電流値が規定
   される定電流を電流出力端から出力して３線式測温抵抗
   体の一端に接続された第１の接続線の他端から供給し、
   前記３線式測温抵抗体の他端に接続された接続線を介し
   て接地し、前記３線式測温抵抗体の一端に接続された第
   １及び第２の接続線のそれぞれの他端の電位を第１の増
   幅器に入力し、前記接続線の発生電圧を打消し測温抵抗
   体のみの発生電圧を前記第１の増幅器から出力して前記
   定電流回路の電流補正入力端に入力し、測温抵抗体の発
   生電圧を温度に比例した線形に補正すると共に、前記第
   １の増幅器の出力電圧と前記基準電圧源の基準電圧とを
   第２の増幅器に入力し、前記第２の増幅器が入力した２
   つの電圧の差を増幅した温度計測信号を出力することを
   特徴とする測温抵抗体を用いた温度計測方法。
2. 【請求項２】 複数の３線式測温抵抗体のうちのいずれ
   かを指定する選択信号により１つの３線式測温抵抗体を
   選択し、この選択された３線式測温抵抗体の一端に接続
   された第１の接続線の他端を、前記定電流回路の電流出
   力端に接続すると共に、前記第１の増幅器の一対の入力
   端の一方に直列接続された抵抗器の他端に接続し、また
   前記選択信号により選択された３線式測温抵抗体の一端
   に接続された第２の接続線の他端を前記第１の増幅器の
   一対の入力端の他方に接続することにより複数の３線式
   測温抵抗体を選択して温度計測を行うことを特徴とする
   請求項１記載の測温抵抗体を用いた温度計測方法。
3. 【請求項３】 測温抵抗体の温度対抵抗値変化の非線形
   特性を線形に補正すると共に、その接続線の影響を除去
   して温度計測を行う温度計測回路において、 基準電圧源から入力される基準電圧とその電流補正入力
   端から入力される電圧とに基づき電流値が規定される定
   電流を電流出力端から出力する定電流回路と、この定電
   流回路の電流出力端に自己の抵抗体の一端に接続された
   第１の接続線の他端が接続され、その他端に接続された
   接続線の他端が接地された３線式測温抵抗体と、この３
   線式測温抵抗体の一端に接続された第１の接続線の他端
   が抵抗器を介して一対の入力端の一方に接続され、前記
   ３線式測温抵抗体の一端に接続された第２の接続線の他
   端が前記一対の入力端の他方に接続され、その出力端が
   前記定電流回路の電流補正入力端に接続され、前記接続
   線の発生電圧を打消し測温抵抗体のみの発生電圧を前記
   出力端から出力する第１の増幅器と、この第１の増幅器
   の出力する電圧と前記基準電圧源の基準電圧との差を増
   幅して、前記測温抵抗体の温度に比例した線形出力を得
   る第２の増幅器とを備えたことを特徴とする測温抵抗体
   を用いた温度計測回路。
4. 【請求項４】 複数の入力端には複数の各３線式測温抵
   抗体の一端に接続された第１の接続線の他端がそれぞれ
   接続され、共通の出力端が前記定電流回路の電流出力端
   に接続され、選択信号によって指定された前記複数の入
   力端のうちの１つを選択して前記共通の出力端と接続す
   る第１の選択手段と、複数の入力端には前記複数の各３
   線式測温抵抗体の一端に接続された第１の接続線の他端
   がそれぞれ接続され、共通の出力端が前記第１の増幅器
   の一対の入力端の一方に直列接続された抵抗器の他端に
   接続され、前記同一選択信号によって指定された前記複
   数の入力端のうちの１つを選択して前記共通の出力端と
   接続する第２の選択手段と、複数の入力端には前記複数
   の各３線式測温抵抗体の一端に接続された第２の接続線
   の他端がそれぞれ接続され、共通の出力端が前記第１の
   増幅器の一対の入力端の他方に接続され、前記同一選択
   信号によって指定された前記複数の入力端のうちの１つ
   を選択して前記共通の出力端と接続する第３の選択手段
   とを含む測温抵抗体選択手段を付加したことを特徴とす
   る請求項３記載の測温抵抗体を用いた温度計測回路。
5. 【請求項５】 測温抵抗体の温度対抵抗値変化の非線形
   特性を線形に補正すると共に、その接続線の影響を除去
   して温度計測を行う温度計測回路において、 基準電圧源から入力される基準電圧と自己の電流出力端
   の電圧と接続線分補正入力端から入力される電圧とに基
   づき電流値が規定される定電流を前記電流出力端から出
   力する定電流回路と、この定電流回路の電流出力端に自
   己の抵抗体の一端に接続された接続線の他端が接続さ
   れ、その他端に接続された第１の接続線の他端が接地さ
   れた３線式測温抵抗体と、この３線式測温抵抗体の他端
   に接続された第１の接続線の他端が抵抗器を介して一対
   の入力端の一方に接続され、前記３線式測温抵抗体の他
   端に接続された第２の接続線の他端が前記一対の入力端
   の他方に接続され、その出力端が前記定電流回路の接続
   線分補正入力端に接続され、前記接続線の発生電圧を前
   記出力端から出力する第１の増幅器と、前記定電流回路
   の電流出力端と３線式測温抵抗体の一端の接続線との接
   続点の電圧と前記第１の増幅器の出力する電圧との差を
   増幅して、前記３線式測温抵抗体の接続線の発生電圧を
   除去し温度に比例した線形出力を得る第２の増幅器とを
   備えたことを特徴とする測温抵抗体を用いた温度計測回
   路。