JP3195640B2 - Thermocouple thermometer - Google Patents
Thermocouple thermometerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は熱電対温度計に関し、
さらに詳しく言えば、熱電対により得られる熱起電力に
基づいて温度データを波形などとして表示する際のオフ
セット加算手段に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermocouple thermometer,
More specifically, the present invention relates to offset adding means for displaying temperature data as a waveform or the like based on a thermoelectromotive force obtained by a thermocouple.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在実用化されている熱電対には、Ｂ，
Ｒ，Ｓ，Ｋ，Ｅ，ＪおよびＴの７種類がある。これらの
熱電対は、それ固有の熱起電力特性を有しており、用途
に合ったものが選択して使用される。2. Description of the Related Art Thermocouples currently in practical use include B,
There are seven types: R, S, K, E, J and T. These thermocouples have their own thermo-electromotive force characteristics, and those that are suitable for use are selected and used.
【０００３】図４には、この種の熱電対を使用した温度
計の概略的なブロック線図が例示されている。FIG. 4 illustrates a schematic block diagram of a thermometer using such a thermocouple.
【０００４】同温度計において、熱電対の出力は、まず
リニアライザ増幅アンプ１にて所定レベルにまで増幅さ
れる。すなわち、熱電対の熱起電力はｍＶオーダーであ
るため、同リニアライザ増幅アンプ１にて例えば０〜５
Ｖ程度に増幅され、かつ、その熱起電力特性に応じてリ
ニアライズされ、次段の可変ゲインアンプ２に入力され
る。In the thermometer, the output of the thermocouple is first amplified by a linearizer amplifier 1 to a predetermined level. That is, since the thermoelectromotive force of the thermocouple is on the order of mV, the linearizer amplification amplifier 1 uses, for example, 0 to 5
It is amplified to about V, linearized according to its thermoelectromotive force characteristics, and input to the variable gain amplifier 2 at the next stage.
【０００５】この可変ゲインアンプ２において、例えば
表示手段がＣＲＴ画面からなる場合、その１ＤＩＶ（１
ディビィジョン；１目盛）の温度幅が設定される。すな
わち、レンジ設定手段２ａの操作により、１ＤＩＶあた
り１０℃、２０℃、５０℃、もしくは１００℃などと表
示レンジが任意に設定される。In the variable gain amplifier 2, for example, when the display means comprises a CRT screen, 1 DIV (1
(Division; 1 scale). That is, the display range is arbitrarily set to 10 ° C., 20 ° C., 50 ° C., or 100 ° C. per DIV by operating the range setting means 2a.
【０００６】これとともに、基準電圧発生回路３からオ
フセットの基準電圧が可変ゲインアンプ４に与えられ
る。この基準電圧は同可変ゲインアンプ４において、オ
フセット設定手段４ａからの指示値に基づき所定の電圧
レベルに増幅され、オフセット電圧として可変ゲインア
ンプ２からのリニアライズデータとともに加算回路５に
入力され加算処理された後、次段のＡ／Ｄコンバータ６
によりディジタルデータに変換され、図示しない計器本
体側のＣＲＴなどからなる表示手段に送出される。At the same time, the reference voltage for offset is supplied from the reference voltage generating circuit 3 to the variable gain amplifier 4. The reference voltage is amplified to a predetermined voltage level in the variable gain amplifier 4 based on the instruction value from the offset setting means 4a, and is input as an offset voltage to the addition circuit 5 together with the linearized data from the variable gain amplifier 2 and added. After that, the next stage A / D converter 6
Is converted into digital data, and is sent to a display means such as a CRT (not shown) on the instrument body side.
【０００７】これにより、ＣＲＴ画面上にその温度波形
が表示されるのであるが、そのゼロポジションはオフセ
ット電圧により適宜移動可能であり、波形観測を容易に
している。As a result, the temperature waveform is displayed on the CRT screen. The zero position can be appropriately moved by the offset voltage, thereby facilitating waveform observation.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によると、基準電圧発生回路や可変ゲインアンプな
どを必要とするため、回路構成が複雑になる。また、可
変ゲインアンプには抵抗群が組み込まれているが、その
抵抗群には高精度が要求される。However, according to the above conventional example, the circuit configuration becomes complicated because a reference voltage generating circuit and a variable gain amplifier are required. In addition, although a resistor group is incorporated in the variable gain amplifier, the resistor group requires high accuracy.
【０００９】すなわち、これらの抵抗群に抵抗誤差があ
ると、その誤差が直接オフセット誤差につながるばかり
でなく、オフセットの切り換えによって指示値がばらつ
くおそれがある。That is, if there is a resistance error in these resistance groups, not only the error directly leads to an offset error, but also the indicated value may vary due to the switching of the offset.
【００１０】また、熱電対は熱起電力特性を異にするた
め、その種類ごとにリニアライザ増幅アンプを必要と
し、コスト的な負担が大きい。さらには、上記オフセッ
トの場合と同様に、ゲイン切換えのために高精度の抵抗
群が必要とされる。なお、高精度の抵抗群を使用しない
場合には、各レンジによってゲイン確度を調整しなけれ
ばならない、という煩わしさが生ずる。Further, since thermocouples have different thermoelectromotive force characteristics, a linearizer amplifier is required for each type, and the cost burden is large. Further, as in the case of the offset, a high-precision resistor group is required for gain switching. If a high-precision resistor group is not used, it is troublesome that the gain accuracy must be adjusted for each range.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明は上記従来の欠
点を解決するためになされたもので、その構成上の特徴
は、熱電対により得られた熱起電力を所定のレベルにま
で増幅する増幅回路と、同増幅回路の出力信号をディジ
タルデータに変換するＡ／Ｄコンバータと、各アドレス
に上記熱電対のリニアライズデータが書き込まれてお
り、上記Ａ／Ｄコンバータの出力データに対応するアド
レスのリニアライズデータを出力するメモリからなるリ
ニアライズテーブルと、同リニアライズテーブルに使用
する熱電対の種類を設定するセンサー種類設定手段と、
上記リニアライズテーブルにＣＲＴなどの表示手段にお
ける表示温度幅を設定するレンジ設定手段と、各アドレ
スにオフセットデータが書き込まれたメモリからなるオ
フセットテーブルと、同オフセットテーブルに対してオ
フセット値を設定するオフセット設定手段とを備え、上
記センサー種類設定手段と上記レンジ設定手段とにより
上記リニアライズテーブル内のリニアライズデータを選
択し、そのリニアライズデータに対応する上記オフセッ
トテーブル内のアドレスを上記オフセット設定手段にて
設定されたオフセット値に基づいて指定し、上記アドレ
スに書き込まれているオフセットデータを読み出して、
上記表示手段に表示される温度データのゼロポジション
をそのオフセットデータにしたがってシフトさせるよう
にしたことにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and has a structural feature that amplifies a thermoelectromotive force obtained by a thermocouple to a predetermined level. An amplifier circuit, an A / D converter for converting an output signal of the amplifier circuit into digital data, and an address corresponding to the output data of the A / D converter, in which linearized data of the thermocouple is written at each address. a linearization table consisting of memory that outputs Linearisation data, used in the linearization table
Sensor type setting means for setting the type of thermocouple to be performed;
The above linearize table can be used for display means such as a CRT.
Kicking comprising a range setting means for setting a display temperature range, and an offset table of the memory offset data is written to each address, and offset setting means for setting an offset value for the same offset table top
The sensor type setting means and the range setting means
Select the linearized data in the above linearized table.
And-option, the address in the offset table corresponding to the linearization data specified based on the offset value set by the offset setting unit reads out the offset data written in the address <br/> scan hand,
The zero position of the temperature data displayed on the display means is shifted according to the offset data.
【００１２】[0012]
【作用】オフセット設定手段にてオフセット値を設定す
ることにより、リニアライズテーブルからの出力データ
に対応するオフセットテーブル内のアドレスが上記オフ
セット値に基づいて選択され、そのアドレスに格納され
ているオフセットデータがオフセットテーブルから出力
される。By setting an offset value by the offset setting means, an address in the offset table corresponding to the output data from the linearization table is selected based on the offset value, and the offset data stored in the address is selected. Is output from the offset table.
【００１３】[0013]
【実施例】図１には、この発明の一実施例に係る熱電対
温度計のブロック線図が概略的に示されている。これに
よると、同熱電対温度計は熱電対により得られる熱起電
力を増幅する増幅回路１１を備えている。FIG. 1 is a block diagram schematically showing a thermocouple thermometer according to an embodiment of the present invention. According to this, the thermocouple thermometer includes an amplifier circuit 11 for amplifying the thermoelectromotive force obtained by the thermocouple.
【００１４】この実施例においては、同増幅回路１１は
熱電対の種類、例えばＫ，Ｊ，Ｔに対して共通であって
よく、その熱起電力を例えば０〜５Ｖ程度まで増幅す
る。In this embodiment, the amplifying circuit 11 may be common to the types of thermocouples, for example, K, J, T, and amplify the thermoelectromotive force to, for example, about 0 to 5V.
【００１５】同増幅回路１１によって増幅されたアナロ
グ電圧は、次段のＡ／Ｄコンバータ１２によってディジ
タルデータに変換される。この実施例では、１２ビット
データに変換される。The analog voltage amplified by the amplifier circuit 11 is converted into digital data by an A / D converter 12 at the next stage. In this embodiment, the data is converted into 12-bit data.
【００１６】この熱電対温度計は、同１２ビットデータ
を温度として直線化するリニアライズテーブル１３と、
同リニアライズテーブル１３にセンサーの種類情報を与
えるセンサー種類設定手段１４およびＣＲＴなどの表示
手段における１ＤＩＶ（目盛）の温度幅をレンジ情報と
して与えるレンジ設定手段１５とを備えている。The thermocouple thermometer has a linearization table 13 for linearizing the 12-bit data as a temperature,
The linearization table 13 is provided with a sensor type setting means 14 for giving sensor type information and a range setting means 15 for giving a temperature range of 1 DIV (scale) on a display means such as a CRT as range information.
【００１７】この場合、リニアライズテーブル１３には
１６個の入力端子Ａ１５（ＭＳＢ）〜Ａ０（ＬＳＢ）を
有するＲＯＭ（リードオンリーメモリー、この例では記
憶容量１Ｍ）が用いられている。In this case, a ROM (read only memory, in this example, a storage capacity of 1M) having 16 input terminals A 15 (MSB) to A 0 (LSB) is used for the linearization table 13.
【００１８】これに対して、センサー種類情報およびレ
ンジ情報はともに２ビット構成であり、センサー種類情
報は例えば最上位側の入力端子Ａ１５，Ａ１４に入力さ
れ、レンジ情報は次位の入力端子Ａ１３，Ａ１２に入力
され、残りの入力端子Ａ１１〜Ａ０にＡ／Ｄコンバータ
１２からの１２ビットデータが入力される。On the other hand, both the sensor type information and the range information have a 2-bit configuration. The sensor type information is input to, for example, the input terminals A 15 and A 14 on the uppermost side, and the range information is input to the next input terminal. A 13 and A 12 are input, and 12-bit data from the A / D converter 12 is input to the remaining input terminals A 11 to A 0 .
【００１９】リニアライズテーブル１３には、センサー
種類情報およびレンジ情報に応じて種分けされたリニア
ライズデータが格納されている。The linearize table 13 stores linearized data classified according to sensor type information and range information.
【００２０】すなわち、同テーブル１３内には熱電対の
種類、例えばＫ，ＪおよびＴに対応するリニアライズデ
ータを格納する主格納領域が用意されており、その主格
納領域の各々には、レンジ情報により細分化された副格
納領域が付設されている。That is, a main storage area for storing linearized data corresponding to thermocouple types, for example, K, J and T, is prepared in the table 13, and each of the main storage areas has a range. A sub-storage area subdivided by information is provided.
【００２１】なお、センサー種類情報は例えば用いる熱
電対がＫの場合（０，１）、Ｊの場合（１，０）、Ｔの
場合（１，１）などとして与えられ、また、レンジ情報
に関しては、例えば１０℃／ＤＩＶの場合（０，０）、
２０℃／ＤＩＶの場合（０，１）、５０℃／ＤＩＶの場
合（１，０）、１００℃／ＤＩＶの場合（１，１）など
と設定される。The sensor type information is given, for example, when the thermocouple used is K (0, 1), J (1, 0), T (1, 1), etc. Is (0,0) for example at 10 ° C./DIV,
20 ° C./DIV (0, 1), 50 ° C./DIV (1, 0), 100 ° C./DIV (1, 1), and the like.
【００２２】ここで、ＣＲＴなどの表示画面において１
ＤＩＶが２５ドットで表示されるものとすると、各リニ
アライズデータは、１０℃／ＤＩＶの副格納領域では
０．４℃ごとに区切られ、２０℃／ＤＩＶの副格納領域
では０．８℃ごとに区切られ、また５０℃／ＤＩＶの副
格納領域では２℃ごとに区切られ、さらに１００℃／Ｄ
ＩＶの副格納領域では４℃ごとに区切られることにな
る。Here, on a display screen of a CRT or the like, 1
Assuming that the DIV is displayed by 25 dots, each linearized data is divided every 0.4 ° C. in the sub-storage area of 10 ° C./DIV, and every 0.8 ° C. in the sub-storage area of 20 ° C./DIV. And in the sub-storage area of 50 ° C./DIV, every 2 ° C., and further 100 ° C./D
In the sub-storage area of the IV, it is divided every 4 ° C.
【００２３】例えば、センサー種類情報が熱電対Ｋで、
レンジ情報が２０℃／ＤＩＶであれば、熱電対Ｋの主格
納領域に属する２０℃／ＤＩＶの副格納領域内のリニア
ライズデータが選択されることになる。なお、これとは
逆に、まずレンジ情報に基づいて主格納領域を設定し、
その主格納領域内の各々にセンサー種類情報にて細分化
した副格納領域を付設させても良い。For example, the sensor type information is a thermocouple K,
If the range information is 20 ° C./DIV, linearized data in the sub-storage area of 20 ° C./DIV belonging to the main storage area of the thermocouple K will be selected. Conversely, first, the main storage area is set based on the range information,
A sub storage area subdivided by the sensor type information may be provided in each of the main storage areas.
【００２４】この実施例において、リニアライズテーブ
ル１３から出力されるリニアライズデータは１０ビット
構成とされ、例えば１０℃／ＤＩＶのレンジでは４００
℃の範囲のリニアライズデータが出力され、２０℃／Ｄ
ＩＶのレンジでは８００℃の範囲のリニアライズデータ
が出力されることになる。In this embodiment, the linearization data output from the linearization table 13 has a 10-bit structure.
Output linearized data in the range of 20 ° C / D
In the IV range, linearized data in the range of 800 ° C. is output.
【００２５】ここで、例えば使用する熱電対がＫで、そ
の測温範囲が−２００〜１２００℃でレンジが１０℃／
ＤＩＶである場合、この例では図２に示されているよう
に、０℃のときのリニアライズデータを「２５３」（１
０進変換値）として基準とし、−１００℃のときの同デ
ータを「３」，１００℃のときの同データを「５０
３」、２００℃のときの同データを「７５３」となるよ
うに対応させている。Here, for example, the thermocouple to be used is K, the temperature measurement range is -200 to 1200 ° C., and the range is 10 ° C. /
In the case of DIV, in this example, as shown in FIG. 2, the linearized data at 0 ° C. is “253” (1
The same data at −100 ° C. is “3”, and the same data at 100 ° C. is “50”.
3 ", and the same data at 200 ° C. is set to be" 753 ".
【００２６】同様に、レンジが２０℃／ＤＩＶである場
合には、図３に示されているように、０℃のときのリニ
アライズデータを「２５３」として基準とし、−２００
℃のときの同データを「３」，２００℃のときの同デー
タを「５０３」、４００℃のときの同データを「７５
３」となるように対応させている。Similarly, when the range is 20.degree. C./DIV, as shown in FIG. 3, the linearized data at 0.degree.
The same data at 3 ° C. is “3”, the same data at 200 ° C. is “503”, and the same data at 400 ° C. is “75”.
3 ".
【００２７】この発明によると、リニアライズデータは
次段のオフセットテーブル１６に入力される。同オフセ
ットテーブル１６には、例えば記憶容量が２５６ＫのＲ
ＯＭが用いられており、オフセット設定手段１７からの
オフセット情報に基づいて、オフセット加算と同時に表
示画面上における温度波形のゼロポジションをシフトさ
せる。この場合、オフセット情報は５ビット構成とさ
れ、±１００％の範囲内で１０％のステップで設定可能
となっている。According to the present invention, the linearized data is input to the offset table 16 at the next stage. The offset table 16 has, for example, an R with a storage capacity of 256K.
OM is used and on the basis of the offset information from the offset setting unit 17 shifts the zero position of the temperature waveform in the offset addition and simultaneous on the display screen. In this case, the offset information has a 5-bit configuration, and can be set in 10% steps within a range of ± 100%.
【００２８】例えば、図２の場合を例にすると、オフセ
ットを０％にした場合、リニアライズテーブル１３の出
力「２５３」はこのオフセットテーブル１６で「３」
に、また、同テーブル１３の出力「５０３」は「２５
３」にそれぞれシフトされ、その８ビットデータが同オ
フセットテーブル１６から図示しない計器本体の表示部
に送出される。これにより、本体側では「３」のデータ
を表示画面の０％グリッドに、また、「２５３」のデー
タを１００％グリッド上に表示する。For example, taking the case of FIG. 2 as an example, when the offset is set to 0%, the output “253” of the linearize table 13 becomes “3” in the offset table 16.
The output “503” of the table 13 is “25”.
3 ", and the 8-bit data is sent from the offset table 16 to a display unit of the instrument body (not shown). As a result, the main body displays the data “3” on the 0% grid and the data “253” on the 100% grid on the display screen.
【００２９】これに対して、オフセット−１００％とす
ると、リニアライズテーブル１３の出力「５０３」がこ
のオフセットテーブル１６で「３」に、また、同テーブ
ル１３の出力「７５３」が「２５３」にそれぞれシフト
され、これにより本体側では「３」のデータを表示画面
の０％グリッドに、また、「２５３」のデータを１００
％グリッド上に表示する。したがって、１００〜２００
℃の範囲の温度データが例えば波形として表示画面もし
くはプリンタなどに表示される。On the other hand, if the offset is -100%, the output "503" of the linearization table 13 becomes "3" in the offset table 16, and the output "753" of the table 13 becomes "253". Each data is shifted, so that the data of “3” is shifted to the 0% grid on the display screen and the data of “253” is shifted to 100% on the display screen.
Display on% grid. Therefore, 100-200
Temperature data in the range of ° C. is displayed on a display screen or a printer as a waveform, for example.
【００３０】また、オフセットを＋１００％とすると、
リニアライズテーブル１３の出力「２５３」はこのオフ
セットテーブル１６で「２５３」に、また、同テーブル
１３の出力「３」は「３」にそのままスライドされ、こ
れにより本体側では「３」のデータを表示画面の０％グ
リッドに、また、「２５３」のデータを１００％グリッ
ド上に表示する。したがって、この場合には−１００〜
０℃の範囲の温度波形が表示画面もしくはプリンタなど
に表示される。When the offset is + 100%,
The output “253” of the linearize table 13 is slid to “253” in the offset table 16, and the output “3” of the table 13 is slid to “3” as it is. The data of “253” is displayed on the 100% grid on the 0% grid on the display screen. Therefore, in this case, -100 to
A temperature waveform in the range of 0 ° C. is displayed on a display screen or a printer.
【００３１】この実施例では、オフセットテーブル１６
で±１００％のオフセットをかけるために、リニアライ
ズテーブル１３において、すべてのレンジ設定に対し、
０℃データを「２５３」として基準とし、１０℃／ＤＩ
Ｖで２００℃のデータを「７５３」、２０℃／ＤＩＶで
４００℃のデータを「７５３」、５０℃／ＤＩＶで１０
００℃のデータを「７５３」のように対応させている。In this embodiment, the offset table 16
In order to apply an offset of ± 100% in the linearization table 13, for all range settings,
10 ° C / DI based on 0 ° C data as “253”
The data at 200 ° C. is “753” at V, the data at 400 ° C. at 20 ° C./DIV is “753”, and the data at 50 ° C./DIV is 10
The data at 00 ° C. corresponds to “753”.
【００３２】また、リニアライズテーブル１３およびオ
フセットテーブル１６にＲＯＭを用いているが、他のメ
モリを使用することも可能である。Although the ROM is used for the linearization table 13 and the offset table 16, other memories can be used.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、基準電圧発生回路や可変ゲインアンプなどの複雑で
高価な回路構成によることなく、メモリからなるオフセ
ットテーブルと同テーブルにオフセット値を与えるオフ
セット設定手段というきわめて簡単な構成にてばらつき
などを生ずることなく、温度波形にオフセットをかける
ことができる。As described above, according to the present invention, an offset table including a memory and an offset value are given to the table without using a complicated and expensive circuit configuration such as a reference voltage generating circuit and a variable gain amplifier. An offset can be applied to the temperature waveform without causing a variation or the like by a very simple configuration of the offset setting means.
【図１】この発明の一実施例に係る熱電対温度計の概略
的なブロック線図。FIG. 1 is a schematic block diagram of a thermocouple thermometer according to an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の動作を説明するための説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the present invention.
【図３】この発明の動作を説明するための説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the present invention.
【図４】従来例を示した概略的なブロック線図。FIG. 4 is a schematic block diagram showing a conventional example.
１１ 増幅回路 １２ Ａ／Ｄコンバータ １３ リニアライズテーブル １４ センサー種類設定手段 １５ レンジ設定手段 １６ オフセットテーブル １７ オフセット設定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Amplification circuit 12 A / D converter 13 Linearization table 14 Sensor type setting means 15 Range setting means 16 Offset table 17 Offset setting means
Claims (1)
レベルにまで増幅する増幅回路と、同増幅回路の出力信
号をディジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータと、
各アドレスに上記熱電対のリニアライズデータが書き込
まれており、上記Ａ／Ｄコンバータの出力データに対応
するアドレスのリニアライズデータを出力するメモリか
らなるリニアライズテーブルと、同リニアライズテーブ
ルに使用する熱電対の種類を設定するセンサー種類設定
手段と、上記リニアライズテーブルにＣＲＴなどの表示
手段における表示温度幅を設定するレンジ設定手段と、
各アドレスにオフセットデータが書き込まれたメモリか
らなるオフセットテーブルと、同オフセットテーブルに
対してオフセット値を設定するオフセット設定手段とを
備え、上記センサー種類設定手段と上記レンジ設定手段
とにより上記リニアライズテーブル内のリニアライズデ
ータを選択し、そのリニアライズデータに対応する上記
オフセットテーブル内のアドレスを上記オフセット設定
手段にて設定されたオフセット値に基づいて指定し、上
記アドレスに書き込まれているオフセットデータを読み
出して、上記表示手段に表示される温度データのゼロポ
ジションをそのオフセットデータにしたがってシフトさ
せるようにしたことを特徴とする熱電対温度計。An amplifier circuit for amplifying a thermoelectromotive force obtained by a thermocouple to a predetermined level, an A / D converter for converting an output signal of the amplifier circuit into digital data,
Each address and linearization data of the thermocouple is written to, the linearization table consisting of memory for outputting linearize data at the address corresponding to the output data of the A / D converter, the linearization table
Sensor type setting to set the type of thermocouple used for the sensor
Means and display such as CRT on the linearization table
Range setting means for setting a display temperature range in the means;
An offset table comprising a memory in which offset data is written at each address; and offset setting means for setting an offset value for the offset table, wherein the sensor type setting means and the range setting means are provided.
And the linearization data in the linearization table.
Select over data, specifying on the basis of addresses in the offset table corresponding to the linearized data to the offset value set by the offset setting means, the upper
It reads the offset data written in the serial address, thermocouple, characterized in that so as to shift in accordance with the offset data zero position of the temperature data to be displayed on the display means.
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1992
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