JPS5830203Y2 - 抵抗式バ−ンアウト回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、抵抗式のバーンアウト回路に関する。

一般に、測温抵抗体を用いた測温ブリッジ回路では、測
温抵抗体のリード線の断線、測温抵抗体の短絡が発生す
る。

このような測温抵抗体の断線、短絡は温度無限大および
その逆を意味するもので、通常受信計器出力は、高温側
および低温側に振り切れ（バーンアウト）で、異常警報
を発生したり、調節器をコントロールして加熱、冷却を
停止する。

すなわち、これによって測温抵抗体の断線、短絡に対し
て装置、システムの安全が維持されるようになっている
。

この考案の目的は、３線式測温抵抗体を用いた測温ブリ
ッジ回路において、測温抵抗体の抵抗変化に対応した電
圧出力を取出すとともに３線のリード線の内どの１線が
断線しても断線を検知できるようにした抵抗式バーンア
ウト回路を提供することである。

以下、この考案の一実施例を図面に基いて詳細に説明す
る。

図面は、この考案を電気炉の温度制御に適用した場合の
一実施例を示す。

符号１は、電気炉、符号２は、この電気炉１の発熱量を
制御するための制御用サイリスタ、符号３は演算回路で
、演算増幅器４の増幅出力によって、例えばＰＩＤ又は
ＯＮ、ＯＦＦ動作出力を発生する。

この演算回路３、制御用サイリスタ２は、受信計器側に
含まれる。

一方、符号Ｒｔが測温抵抗体で、この測温抵抗体Ｒｔは
、電気炉１に付設され、リード線ａを介し調整抵抗ｒを
経て抵抗Ｒ１と、またリード線すを介して抵抗Ｒ３とそ
れぞれ接続されている。

そして、リード線すと抵抗Ｒ３との接続点は、リード線
Ｃを介してアースされて共通電位点とされている。

さらに抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３間には、抵抗Ｒ２が接続され
、測温抵抗Ｒｔ、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の４辺の抵抗に
よって測温ブリッジ回路が構成されている。

抵抗Ｒ１と調整抵抗ｒとの接続点Ａと抵抗Ｒ２とＲ３と
の接続点Ｂからは、測温ブリッジの不平衡出力が取り出
され、この不平衡出力は、入力抵抗Ｒ４゜Ｒ５を介して
演算増幅器■Ｃ１の非反転側（→、反転側（−）入力端
子にそれぞれ供給される。

演算増幅器ＩＣ１の増幅出力は、また演算増幅器■Ｃ２
の反転側入力端子（−）に供給される。

Ｒ，□、Ｒｆ２は、それぞれ帰還抵抗である。

符号５はフィルタであり、４はインピーダンス変換を行
うための演算増幅器である。

符号ｅは、増率電源端子で、例えば今一９Ｖの基準電圧
が印加されている。

この基準電源端子は、抵抗Ｒ８を介して上記抵抗Ｒ１と
Ｒ２の接続点Ｃに接続されている。

この接続点Ｃの電位は、演算増幅器ＩＣ３の正側入力端
子に供給される。

演算増幅器■ｃ３の増幅出力は、トランジスタＴｒ２の
ベースに供給される。

また、トランジスタＴｒ工のベースには、上記演算増幅
器■Ｃ２の反転出力が供給される。

トランジスタＴｒ１．Ｔｒ２のエミッタ間は、ツェナー
ダイオードＺｄを介してアースされている。

トランジスタＴｒ工又はＴｒ２のいずれががＯＮになる
と、そのコレクタ側に接続された、発光ダイオードおよ
び゛フォトトランジスタとからなるフォトカプラ（ＰＨ
Ｃ）を介して演算出力（ｕｐ又はｄｏｗｎ）が演算増幅
器４の正側入力端子に供給される。

今、例えば、測温抵抗体Ｒｔと調整抵抗ｒとの和を最小
人力で３００ｇ、又抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の値をそれぞ
れ３００ｇ、抵抗Ｒｅの値を６００Ｑ、Ａ点の電位をｅ
Ａ、Ｂ点の電位をｅＢ、Ｃ点の電位をｅｃ、基準電圧を
前述のように一９■、ツェナーダイオードＺｄのツェナ
ー電圧を−７，５Ｖとして、つぎに上記回路の動作を説
明する。

先ず、測温抵抗体Ｒｔが断線、短絡の状態でなく、正常
状態にある時は、Ｃ点の電位ｅ。

は、−３Ｖであり、ｅＡとｅＢとから所定の電位差が取
り出され、この電位差は演算増幅器■ｃ１．ＩＣ２等を
経て、受信計器に加えられ正常の制御動作が行なわれる
。

この時トランジスタＴｒユ、Ｔｒ２は共に動作せずバー
ンアウトは働かない。

ところが、今リード線ａが断線したとすると、Ｃ点の電
位ｅｃは、Ｒｅ＝６００ 、！ＱとＲ２＋Ｒ，＝６００
．！Ｑで分圧されて、−４，５Ｖになる。

この−４，５Ｖは、演算増幅器ＩＣ３に供給され抵抗Ｒ
６，Ｒ７を等しくしておけば増幅度２倍で非反転増幅さ
れる。

そして、この２倍となった増幅器出力−９■はツェナー
ダイオードＺｄのツェナ電圧−７，５■よりも低いので
トランジスタＴｒ２がＯＮになり、フォトカプラ（ＰＨ
Ｃ）を介して演算増幅器４に、ｕｐ（又はｄｏｗｎ）を
内容とする出力を供給する。

演算増幅器４では、上記フォトカプラ（ＰＨＣ）の信号
出力を増幅して受信計器出力を正側（又は負側）極限値
に規制すべく指令信号出力を演算回路３に供給する。

演算回路３では、調節計を高温側（又は低温側）にバー
ンアウトするとともにサイリスタ（ＳＣＲ）を制御して
加熱を停止させるべく動作する。

また、リード線すが断線した時も、上述の場合と同様の
動作でバーンアウト、加熱の停止が行われる。

リード線Ｃの断線の場合は、ｅｃが一９■になるだけで
動作は全く同様である。

つぎに、測温抵抗体が短絡した場合について説明する。

測温抵抗体Ｒｔが断線、短絡のない正常状態の場合には
、−ｅＡ≧−ｅＢである。

ところがろ測温抵抗体Ｒｔが短絡すると、”Ａ＜ ｅ
Ｂとなり、この不平衡出力が演算増幅器Ｉｃｍに供給さ
れる。

演算増幅器■ｃ１は、これを反転増幅して正出力を発生
し、つぎに演算増幅器ＩＣ２は、この正出力を反転増幅
して負出力を発生する。

これによって、トランジスタＴｒ１は、ＯＮになり、フ
ォトカプラー（ＰＨＣ）を介して演算増幅器４には、ｕ
ｐ（又はｄｏｗｎ）を内容とする出力が供給される。

その後の動作は、断線の場合と同様である。

以上に説明したように、この考案によれば、測温ブリッ
ジ回路の不平衡出力の検出により、測温抵抗体の抵抗変
化に対応した電圧出力を取出して温度制御に利用するこ
とができるとともに、測温ブリッジの基準電源との接続
点の電位を演算増幅回路に入力することにより、１つの
演算増幅回路の簡単な構成で３線式測温抵抗体のリード
線のいずれか一線の断線をもそれぞれ確実に検出してバ
ーンアウトその他の動作を行わせることができる。

しかも、測温ブリッジはアースされてフローティング電
源でないので、測温ブリッジ電源と回路電源との共用化
を図ることができる。

なお、上記の実施例は、電気炉の発熱量の制御の場合に
ついて適用した場合であるが、加熱の場合等に限らず、
冷却の場合などにも同様に適用できることはもちろんで
ある。

また、測温抵抗体のリード線の断線のみを検出するので
あれば演算増幅器■Ｃ２は不要である。

【図面の簡単な説明】

図面は、この考案の一実施例を示す電気回路図である。 １・・・・・・電気炉、２・・・・・・制御用サイリス
タ、３・・・・・・演算回路、４・・・・・・演算増幅
器、Ｒｔ・・・・・・測温抵抗体、Ｒ１−Ｒ３・・・・
・・辺抵抗、ＩＣ１〜■ｃ３・・・・・・演算増幅器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１、第２、第３のリード線が接続され、前記第３のリ
   ード線を介してアースされる測温抵抗体を一辺とし、他
   の３辺を第１、第２、第３の抵抗体で構成した測温ブリ
   ッジと、この測温ブリッジの不平衡出力を増幅し前記測
   温抵抗体の抵抗変化に対応した出力を取出す第１の演算
   増幅器と、前記測温ブリッジと基準電源に接続する第４
   の抵抗との接続点の電位を人力とし、前記第１、第２、
   第３のリード線の断線を検出する第２の演算増幅器と、
   前記第１の演算増幅器の出力・前記第２の演算増幅器の
   出力を受けて温度制御・バーンアウトする受信計器とを
   備えた抵抗式バーンアウト回路。