JP2007087343A - センサの異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱電対のバーンアウトを確実に検出する。
【解決手段】熱電対１０の出力端子にスイッチＳＷ１により選択的に電源＋Ｂを接続する。ＳＷ１の開閉に連動してＳＷ３を開閉制御し、熱電対１０の出力を検出する。ＳＷ１をＯＮするタイミングでコンパレータ２０で増幅器１２の出力を基準電圧Ｖｒｅｆと比較してバーンアウトを検出する。ＳＷ１のＯＦＦタイミングでＳＷ３をＯＮし、熱電対１０の出力を検出する。ＳＷ３のＯＦＦタイミングではキャパシタＣにより増幅器１２の出力をホールドして検出精度を維持する。
【選択図】図１

Description

本発明はセンサの異常検出装置、例えば熱電対のバーンアウト等を検出する装置に関する。

従来より、熱電対のバーンアウト（焼損）を検出する装置が提案されている。図６に、従来のバーンアウト検出装置の回路構成を示す。熱電対１０の出力端子ＡにはスイッチＳＷ１及び抵抗Ｒ３を介して電源Ｖｃｃが接続される、スイッチＳＷ１を開閉制御することで電源Ｖｃｃが熱電対１０の出力端子Ａに選択的に印加される。熱電対１０の他方の出力端子Ｂは接地される。

熱電対１０の出力端子Ａはさらに増幅器１２の非反転入力端子に接続され、増幅ゲインＺｏで増幅されて出力される。増幅器１２からの出力信号ＶｏはＡ／Ｄ変換器１４でデジタル信号に変換され、測定部１６に供給される。

スイッチＳＷ１がＯＦＦの場合、熱電対１０の出力Ｖｔが増幅器１２に供給されて増幅される。増幅器１２の入力信号をＶｉとすると、Ｖｉ＝Ｖｔである。増幅器１２の出力信号ＶｏはＶｏ＝Ｚ・Ｖｉ＝Ｚ・Ｖｔである。

スイッチＳＷ１がＯＮの場合、熱電対１０に電源Ｖｃｃから電流が流れることから、Ｖｉは変化し、Ｖｉ＝Ｖｔ＋Ｖｃｃ・（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）となる。熱電対１０がバーンアウトしている場合、Ｖｔ＝０であり、Ｒ１＋Ｒ２がほぼ無限大になるとみなせるからＶｉ＝Ｖｃｃとなり、増幅器１２の出力信号Ｖｏが著しく増大する。したがって、測定部１６で出力信号Ｖｏを所定のしきい値と大小比較することで、熱電対１０のバーンアウトを検出することができる。

また、図７に、従来の他のバーンアウト検出装置の回路構成を示す。熱電対１０の出力端子Ａに抵抗Ｒ３を介して交流電源１１が接続される。また、増幅器１２からの出力信号ＶｏはローパスフィルタＬＰＦ１３、Ａ／Ｄ変換器１４、測定部１６に順次供給され、測定結果が表示部１８に表示される。また、増幅器１２に対し、ＬＰＦ１３、Ａ／Ｄ変換器１４と並列にＡＣ検波整流及びコンパレータ２０が設けられ、増幅器１２からの出力信号Ｖｏに含まれるＡＣ成分を検波し、さらに所定のしきい値と大小比較する。熱電対１０にバーンアウトが生じると出力信号ＶｏのＡＣ成分が増大し、所定のしきい値以上となるからＡＣ検波整流及びコンパレータ２０で検出することができる。

特開平５−４８１５３号公報 特開平１０−１６０５０９号公報

しかしながら、図６の構成では、上記のとおりスイッチＳＷ１をＯＮして熱電対１０の出力に電源Ｖｃｃを接続すると、増幅器１２からの出力信号Ｖｏに本来の出力Ｖｔ以外の出力であるＶｃｃ・（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）がオフセットとして含まれることになる。測定精度を確保するためには当該オフセット分を除去するキャリブレーション処理が必要となるが、熱電対１０の抵抗分や熱電対１０の接点コネクタの接触抵抗分の温度変化があるため完全に除去することは困難であり、測定誤差の原因となる。

一方、図７の構成では、ローパスフィルタ１３でＡＣ成分を減衰させ、ＤＣ成分及び低周波成分のみを抽出して本来の出力信号Ｖｔを検出しているが、高温時に出力信号が大きくなって増幅後にＤＣレベルが電源に近くなると重畳したＡＣ信号の２次歪みによるＤＣオフセットが生じてしまい、精度が低下する問題がある。

本発明の目的は、熱電対等のセンサの測定精度を維持しつつ、センサの異常を確実に検出できる装置を提供することにある。

本発明は、センサからの検出信号を増幅する増幅器と、前記センサと前記増幅器との間に電源を選択的に接続する第１スイッチと、前記第１スイッチが閉状態となって前記電源を接続した場合の前記検出信号に基づき前記センサの異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段に並列接続され、前記検出信号に基づき前記センサの測定対象の物理量を検出する検出手段と、前記第１スイッチの開閉に連動して開閉し、前記増幅器で増幅された前記検出信号を前記検出手段に選択的に接続する第２スイッチであって、検出前記第１スイッチが閉状態である場合に開状態となり、前記第１スイッチが開状態である場合に前記第１スイッチの開状態期間よりも短い期間だけ閉状態となって前記検出信号を前記検出手段に供給する第２スイッチとを有することを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記第２スイッチと前記検出手段との間にキャパシタなどのホールド回路を接続し、前記第２スイッチが開状態の期間においてその直前の検出信号をホールドする。

本発明によれば、第１スイッチと第２スイッチとの協働により、センサの異常検出とセンサの測定とを交互に実行するとともに、測定時には異常検出用の電源を切り離すため検出信号にオフセットが付加されることがなく高精度に測定できる。また、第２スイッチが開状態においてもホールド回路でその直前の検出信号をホールドしているため測定精度を維持できる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態についてセンサとして熱電対を例にとり説明する。

＜第１実施形態＞
図１に、本実施形態における熱電対のバーンアウト検出装置の回路構成を示す。熱電対１０の出力端子ＡにはスイッチＳＷ１を介して抵抗Ｒｘ及び電源＋Ｂが接続される。スイッチＳＷ１の開閉は装置に内蔵するコントローラからの第１コントロール信号により制御される。すなわち、第１コントロール信号はＨｉ、Ｌｏｗの２値パルス信号であり、第１コントロール信号がＨｉのタイミングでスイッチＳＷ１はＯＮして電源＋Ｂを出力端子Ａに接続し、ＬｏｗのタイミングでスイッチＳＷ１はＯＦＦして電源＋Ｂを出力端子Ｂから切り離す。また、出力端子Ａは増幅器１２の非反転入力端子に接続される。熱電対１０の他方の出力端子ＢはスイッチＳＷ２を介して接地される。スイッチＳＷ２の開閉も第１コントロール信号により制御される。したがって、ＳＷ１とＳＷ２は共通のコントロール信号により同期した開閉動作を行う。また、出力端子Ｂは増幅器１２の反転入力端子に接続される。増幅器１２の入力端子はそれぞれ抵抗Ｒ４、Ｒ５を介して接地され平衡モードで動作する。増幅器１２は入力信号Ｖｉを増幅ゲインＺｏで増幅して出力信号Ｖｏとして出力する。出力信号Ｖｏはコンパレータ２０の一方の端子に接続される。コンパレータ２０の他方の端子にはしきい値となる基準電源電圧Ｖｒｅｆが接続される。コンパレータ２０は出力信号Ｖｏと基準電源電圧Ｖｒｅｆとを大小比較することで熱電対１０のバーンアウトを検出する。コンパレータ２０はバーンアウト検出信号を測定部２２に供給する。

一方、増幅器１２の出力信号ＶｏはスイッチＳＷ３を介して増幅器２６の一方の端子にも供給される。スイッチＳＷ３の開閉はコントローラからの第２コントロール信号により制御される。第２コントロール信号も第１コントロール信号と同様にＨｉ、Ｌｏｗの２値パルス信号であり、第２コントロール信号のＨｉのタイミングでスイッチＳＷ３はＯＮして出力信号Ｖｏを増幅器２６に供給し、ＬｏｗのタイミングでスイッチＳＷ３はＯＦＦして増幅器１２と増幅器２６との接続を遮断する。スイッチＳＷ３と増幅器２６との間にはキャパシタＣの一端が接続され、キャパシタＣの他端は接地される。増幅器２６からの出力はローパスフィルタＬＰＦ２８及びＡ／Ｄ変換器３０に順次供給され、Ａ／Ｄ変換器３０からのデジタル信号は測定部２２に供給される。

このような回路構成において、バーンアウト検出は所定の周期で繰り返し実行される。バーンアウト検出タイミングでは、第１コントロール信号をＨｉとし、第２コントロール信号をＬｏｗとする。第１コントロール信号がＨｉとなると、ＳＷ１及びＳＷ２がともにＯＮし、電源＋Ｂが出力端子Ａに印加される。このとき、第２コントロール信号はＬｏｗであるため、ＳＷ３はＯＦＦとなる。したがって、バーンアウト検出タイミングでは、増幅器１２からの出力信号Ｖｏはコンパレータ２０のみに供給され、増幅器２６には供給されない。但し、スイッチＳＷ３と増幅器２６との間にはキャパシタＣが接続されているため、キャパシタＣで保持された電圧が増幅器２６に供給される。コンパレータ２０では増幅器１２からの出力信号Ｖｏを基準電圧Ｖｒｅｆと大小比較し、ＶｏがＶｒｅｆを超える場合にバーンアウトが生じているとしてバーンアウト検出信号を出力する。具体的には、出力信号Ｖｏは
Ｖｏ＝Ｚｏ・｛Ｖｔ＋Ｂ＊（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｘ）｝
であり（但し、増幅器１２の増幅ゲインをＺｏとする）、出力信号ＶｏがＶｒｅｆを超えている場合にＨｉ、出力信号ＶｏがＶｒｅｆ以下の場合にＬｏｗとなるバーンアウト検出信号を測定部２２に出力する。

一方、バーンアウト検出検出タイミング以外のタイミングでは第１コントロール信号はＬｏｗ、第２コントロール信号はＨｉとなる。第１コントロール信号がＬｏｗとなるとＳＷ１、ＳＷ２はともにＯＦＦとなり、電源＋Ｂは熱電対１０の出力端子Ａに接続されない。また、第２コントロール信号がＨｉになるとＳＷ３はＯＮとなり、増幅器１２からの出力信号ＶｏはキャパシタＣ及び増幅器２６に供給される。増幅器２６は信号Ｖｏを所定のゲインで増幅し、ＬＰＦ２８に出力する。ＬＰＦ２８は出力信号Ｖｏに含まれるノイズ成分を除去してＡ／Ｄ変換器３０に出力する。Ａ／Ｄ変換器３０は入力した信号をデジタル信号に変換して測定部２２に供給する。

測定部２２は、バーンアウト検出タイミングではコンパレータ２０からのバーンアウト検出信号を入力し、バーンアウト検出タイミング以外ではＡ／Ｄ変換器３０からの出力信号Ｖｏを入力する。バーンアウト検出タイミング以外ではＳＷ１はＯＦＦとなっているため電源＋Ｂは接続されていないので、オフセットは生じず正確に測定することができる。なお、バーンアウト検出タイミング以外では増幅器１２からの出力信号Ｂｏｕｔは増幅器２６のみならずコンパレータ２０にも供給されるが、電源＋Ｂが接続されていないので出力信号ＶｏはＶｒｅｆ以下であってバーンアウト検出信号がＨｉとなることはない。測定部２２は、バーンアウト検出タイミングではコンパレータ２０からの信号を処理することなく無視してもよい。

図２に、本実施形態のタイミングチャートを示す。図２（ａ）は第１コントロール信号、図２（ｂ）は第２コントロール信号の信号波形である。第１コントロール信号は所定周期でＨｉとなるパルス信号である。Ｈｉのパルス幅は例えば１ｍｓｅｃであり、パルスの周波数は１ＫＨｚである。第１コントロール信号がＨｉとなるタイミングがバーンアウト検出タイミングであり、このタイミングでスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がＯＮする。第２コントロール信号は第１コントロール信号に同期し、基本的には第１コントロール信号がＨｉのタイミングで第２コントロール信号がＬｏｗとなり、第１コントロール信号がＬｏｗのタイミングで第２コントロール信号がＨｉとなる。すなわち、第２コントロール信号は第１コントロール信号を反転させた関係にある。第２コントロール信号がＨｉとなるタイミングがバーンアウト検出タイミング以外のタイミングであって熱電対１０で検出した信号を測定する測定タイミングであり、このタイミングでスイッチＳＷ３がＯＮする。Ｈｉのパルス幅は第１コントロール信号のＨｉのパルス幅と同様に１ｍｓｅｃ程度である。但し、第２コントロール信号のＨｉの開始タイミングは第１コントロール信号に対して第１所定時間Δｔ１だけ遅延し、第２コントロール信号のＬｏｗの開始タイミング（つまりＨｉの終了タイミング）は第１コントロール信号に対して第２所定時間Δｔ２だけ先行する。第２コントロール信号のＨｉの開始タイミングをΔｔ１だけ遅延させるのは以下の理由による。すなわち、第２コントロール信号がＨｉのタイミングが熱電対１０の測定タイミングであるが、キャパシタＣに電荷が残存しており、この残存電荷の影響を排除するために一定時間Δｔ１だけ遅延させる必要があるからである。第１所定時間Δｔ１は例えば１０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃに設定する。また、第２コントロール信号のＬｏｗの開始タイミング（Ｈｉの終了タイミング）をΔｔ２だけ先行させるのは、ＳＷ１のＯＮタイミングより前に確実にＳＷ３をＯＦＦにして電源＋ＢによるキャパシタＣへの影響を排除するためである。バーンアウト検出タイミングではキャパシタＣにより当該バーンアウト検出タイミングより１つ前の測定タイミングにおける出力信号Ｖｏ（電圧Ｖｏ）をホールドし、これによりバーンアウト検出タイミングにおいても測定部２２における熱電対１０の測定が可能となるが、電源＋Ｂによるホールド電圧Ｖｏへの影響を排除するためにＳＷ１がＯＮする以前に確実にＳＷ３をＯＦＦする。

図２（ｃ）は増幅器１２からの出力信号Ｖｏの信号波形であり、熱電対１０がバーンアウトしていない場合の信号波形である。なお、図には比較のため電源＋Ｂの電圧レベルと基準電圧Ｖｒｅｆのレベルも示している。バーンアウトが生じていない場合、バーンアウト検出タイミングでは上記のとおり、出力信号Ｖｏは
Ｖｏ＝Ｚｏ・｛Ｖｔ＋Ｂ＊（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｘ）｝
となる。このときのＶｏはＶｒｅｆ以下であり、コンパレータ２０からのバーンアウト検出信号はＬｏｗのまま（つまりバーンアウトはなし）となる。一方、測定タイミングではＳＷ１がＯＦＦとなり電源＋Ｂは接続されないから
Ｖｏ＝Ｚｏ・Ｖｔ
である。測定部２２はバーンアウトが生じていない場合、測定タイミングにおいて出力信号Ｖｏを測定し、測定対象の温度を表示部２４に表示する。図２（ｄ）は増幅器１２からの出力信号Ｖｏの信号波形であり、熱電対１０がバーンアウトしている場合の信号波形である。バーンアウトが生じている場合、バーンアウト検出タイミングでは出力信号はアンプ電源が＋Ｂで飽和するため
Ｖｏ＝＋Ｂ
となり、基準電圧Ｖｒｅｆを超えることになる。コンパレータ２０からのバーンアウト検出信号はＨｉとなり、バーンアウトが検出される。測定タイミングではある信号が出力されるが、測定部２２は既にバーンアウトを検出しているため所定のエラー処理を実行する。例えば熱電対１０の異常を所定のエラーコードで表示部２４に表示する。図２（ｅ）はＬＰＦ２８からの出力信号Ｂｏｕｔの信号波形である。測定タイミングでは出力信号ＶｏはＶｏ＝Ｚｏ・Ｖｔであり、測定対象を測定できる。バーンアウト検出タイミングではキャパシタＣでその前の測定タイミングにおける出力信号Ｖｏをホールドしているため（図中破線で示す）、この期間も測定部２２で測定できる。

このように、本実施形態では、第１コントロール信号と第２コントロール信号を供給することでスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を同期して開閉制御し、これによりバーンアウト検出と温度測定とを交互に実行することができる。そして、温度測定時にはバーンアウト検出時に印加する電源＋Ｂは印加されないので、オフセットが生じることもない。オフセットが生じないので、熱電対１０の感度に合わせてバーンアウト検出用抵抗Ｒｘを任意に設定することができる。また、バーンアウト検出タイミングにおいてもキャパシタＣにホールドされた電圧により温度測定を継続して実行することもできる。

なお、本実施形態において、コンパレータ２０の前段にスパイクノイズ除去のためのローパスフィルタを設けてバーンアウト検出精度をさらに高めることもできる。

また、本実施形態における遅延時間Δｔ１は固定時間ではなく、キャパシタＣの容量に応じて可変としてもよい。

さらに、本実施形態では第１コントロール信号及び第２コントロール信号は装置に内蔵するコントローラから供給しているが、コントローラは第２コントロール信号を第１コントロール信号から生成してもよい。測定部２２がコントローラとして機能し、測定部２２から第１コントロール信号及び第２コントロール信号をスイッチＳＷ１〜ＳＷ３に供給してもよい。

＜第２実施形態＞
図３に、本実施形態における熱電対のバーンアウト検出装置の回路構成を示す。図１の構成とほぼ同様であるが、非平衡モードで動作する回路である。熱電対１０の出力端子ＡにはスイッチＳＷ１を介して電源＋Ｂが選択的に接続される。スイッチＳＷ１は第１コントロール信号により開閉制御される。熱電対１０の出力端子Ａはさらに抵抗を介して接地させるとともに増幅器１２の非反転入力端子に接続され、熱電対１０の出力端子は接地される。

増幅器１２の反転入力端子は接地され、増幅器１２は入力信号を増幅ゲインＺｏで増幅して出力信号Ｖｏを生成する。出力信号ＶｏはスイッチＳＷ３及びコンパレータ２０に供給される。ＳＷ３の後段の構成及びコンパレータ２０の後段の構成は図１と同様である。

本実施形態においても、第１コントロール信号のＨｉによりＳＷ１がＯＮして電源＋Ｂを接続し、コンパレータ２０でバーンアウトを検出する。バーンアウトが検出された場合、測定部２２は表示部２４にエラーを表示する。また、第２コントロール信号のＨｉによりＳＷ３がＯＮして測定が行われる。測定して得られた温度は表示部２４に表示される。すなわち、バーンアウト検出と測定とが交互に実行される。バーンアウトが検出された場合には次の測定を無効とし、バーンアウトが検出されなかった場合のみ次の測定を有効とする。バーンアウトが検出されない場合、測定部２２はバーンアウト検出タイミングにおいてもキャパシタＣにホールドされた信号Ｖｏに基づいて測定を実行できる。第２コントロール信号のＨｉの開始タイミング、つまりスイッチＳＷ３のＯＮ開始タイミングはスイッチＳＷ１のＯＦＦ開始タイミングより第１所定時間Δｔ１だけ遅延させる。また、第２コントロール信号のＨｉの終了タイミング、つまりスイッチＳＷ３のＯＮ終了タイミングはスイッチＳＷ１のＯＮ開始タイミングより第２所定時間Δｔ２だけ先行させる。Δｔ２は微小時間でよく、スイッチＳＷ１のＯＮタイミングの直前にスイッチＳＷ３をＯＦＦすればよい。

＜第３実施形態＞
図４に、本実施形態における熱電対のバーンアウト検出装置の回路構成を示す。バーンアウト検出用電源として直流電源ではなく交流電源を用いた例である。

熱電対１０の出力端子ＡにはスイッチＳＷ１を介して抵抗Ｒ３及び交流電源１１が接続される。スイッチＳＷ１は第１コントロール信号により開閉制御される。出力端子Ａはさらに増幅器１２の非反転入力端子に接続される。熱電対１０の出力端子ＢはスイッチＳＷ２を介して接地される。スイッチＳＷ２もスイッチＳＷ１と同様に第１コントロール信号により開閉制御される。出力端子Ｂはさらに増幅器１２の反転入力端子に接続される。

増幅器１２は増幅ゲインＺｏで入力信号を増幅して出力信号ＶｏをスイッチＳＷ３に供給するとともに、キャパシタＣ２及び整流器１８からなるＡＣ検波回路に供給する。スイッチＳＷ３は第２コントロール信号により開閉制御される。第１コントロール信号と第２コントロール信号との関係は図１あるいは図３と同様であり、基本的に第１コントロール信号がＨｉのタイミングで第２コントロール信号はＬｏｗとなり、第１コントロール信号がＬｏｗのタイミングで第２コントロール信号はＨｉとなる。但し、第２コントロール信号のＨｉの開始タイミングは第１コントロール信号のＬｏｗの開始タイミングより第１所定時間Δｔ１だけ遅延し、第２コントロール信号のＨｉの終了タイミングは第１コントロール信号のＨｉの開始タイミングより第２所定時間Δｔ２だけ先行する。第１コントロール信号のＨｉのタイミングでバーンアウトが検出され、第２コントロール信号のＨｉのタイミングで出力信号Ｖｏによる測定対象の温度測定が行われる。スイッチＳＷ３の後段の回路構成は図１あるいは図３と同様であり、キャパシタＣ、増幅器２６、ＬＰＦ２８、Ａ／Ｄ変換器３０、測定部２２及び表示部２４が順次接続される。一方、ＡＣ検波回路でＤＣレベルに変換された信号はコンパレータ２０に供給される。コンパレータ２０は図１あるいは図３におけるコンパレータと同様に入力信号を基準電圧Ｖｒｅｆと大小比較してバーンアウトを検出する。コンパレータ２０はバーンアウト検出信号を測定部２２に供給する。

図５に、本実施形態のタイミングチャートを示す。図５（ａ）は第１コントロール信号の信号波形であり、第１コントロール信号がＨｉとなるタイミングでスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がＯＮし、交流電源１１が出力端子Ａに接続される。図５（ｂ）は増幅器１２の出力信号Ｖｏの信号波形である。第１コントロール信号がＨｉとなるタイミングで交流電源１１が接続されるため、このタイミングにおいてＤＣ成分Ｚｏ・Ｖｉ（Ｖｉは増幅器１２の入力信号）にＡＣ成分が重畳した波形となる。第１コントロール信号がＬｏｗのタイミングでは出力信号ＶｏはＺｏ・Ｖｉである。図５（ｃ）は第２コントロール信号の信号波形であり、第２コントロール信号がＨｉとなるタイミングでスイッチＳＷ３がＯＮして測定が行われる。第２コントロール信号のＨｉのタイミングは第１コントロール信号のＬｏｗの期間内に存在し、Ｈｉの開始タイミングは第１コントロール信号のＬｏｗの開始タイミングよりΔｔ１だけ遅延し、Ｈｉの終了タイミングは第１コントロール信号のＨｉの開始タイミングよりΔｔ２だけ先行する。図５（ｄ）はＬＰＦ２８からの出力信号Ｂｏｕｔの信号波形である。第２コントロール信号がＨｉのタイミングでデータを取り込んで測定を行う。第２コントロール信号がＬｏｗのタイミングではキャパシタＣで出力信号Ｖｏをホールドする。図５（ｅ）はＡＣ検波回路からの出力信号Ｃｏｕｔの信号波形である。出力信号Ｖｏは常にＡＣ検波されるが、第１コントロール信号がＨｉのタイミングでＡＣ検波後のＤＣレベルは交流電源１１により増大する。熱電対１０にバーンアウトが生じるとＡＣ検波出力であるＣｏｕｔは基準電圧Ｖｒｅｆを超えることとなる。図５（ｆ）はコンパレータ２０からのバーンアウト検出信号Ｄｏｕｔの信号波形である。バーンアウトが生じた場合、第１コントロール信号がＨｉのタイミングでバーンアウト検出信号もＨｉとなる。バーンアウトが検出されない場合、バーンアウト検出信号は常にＬｏｗのままである。測定部２２は、バーンアウト検出信号のＨｉを検出することで表示部２４にエラーを表示する。

本実施形態においても、測定時にはスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がＯＦＦして交流電源１１が接続されないためオフセットが生じない。また、バーンアウト検出タイミングにおいても熱電対１０の出力に基づいて測定対象の温度を測定して表示部２４に表示することができる。

なお、図４に示された回路構成は平衡モードであるが、図３に示されるような非平衡モードとしてもよい。

以上、本発明の実施形態について、熱電対１０を例にとり説明したが、測温抵抗体のバーンアウトや歪みゲージの断線などの異常検出にも適用することができる。

実施形態の回路構成図である。 図１の装置の動作タイミングチャートである。 他の実施形態の回路構成図である。 さらに他の実施形態の回路構成図である。 図４の装置の動作タイミングチャートである。 従来装置の回路構成図である。 他の従来装置の回路構成図である。

符号の説明

１０ 熱電対、１２ 増幅器、２０ コンパレータ、２２ 測定部、２４ 表示部、２６ 増幅器、２８ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３０ Ａ／Ｄ変換器。

Claims (5)

1. センサからの検出信号を増幅する増幅器と、
   前記センサと前記増幅器との間に電源を選択的に接続する第１スイッチと、
   前記第１スイッチが閉状態となって前記電源を接続した場合の前記検出信号に基づき前記センサの異常を検出する異常検出手段と、
   前記異常検出手段に並列接続され、前記検出信号に基づき前記センサの測定対象の物理量を検出する検出手段と、
   前記第１スイッチの開閉に連動して開閉し、前記増幅器で増幅された前記検出信号を前記検出手段に選択的に接続する第２スイッチであって、検出前記第１スイッチが閉状態である場合に開状態となり、前記第１スイッチが開状態である場合に前記第１スイッチの開状態期間よりも短い期間だけ閉状態となって前記検出信号を前記検出手段に供給する第２スイッチと、
   を有することを特徴とするセンサの異常検出装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記第２スイッチの閉状態の開始タイミングは、前記第１スイッチの開状態の開始タイミングよりも第１所定時間だけ遅延していることを特徴とするセンサの異常検出装置。
3. 請求項２記載の装置において、
   前記第２スイッチの開状態の開始タイミングは、前記第１スイッチの閉状態の開始タイミングよりも第２所定時間だけ先行していることを特徴とするセンサの異常検出装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の装置において、
   前記第２スイッチと前記検出手段との間に接続され、前記第２スイッチが開状態の期間においてその直前の検出信号をホールドするホールド回路
   を有することを特徴とするセンサの異常検出装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、
   前記センサは熱電対であり、
   前記異常検出手段は、前記検出信号としきい値とを大小比較することで前記熱電対のバーンアウトを検出することを特徴とするセンサの異常検出装置。
   

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