JP3307677B2 - 遠隔2線式送信器の制御回路 - Google Patents
遠隔2線式送信器の制御回路Info
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- G—PHYSICS
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- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
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- G01K15/007—Testing
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- G—PHYSICS
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、例えば2線式の
遠隔温度検知送信器など、遠隔状態検知機器の分野に関
する。特に本発明は、3または4線式抵抗温度素子(R
TD)の温度測定ユニットにおける断線を検出する問題
に関する。
遠隔温度検知送信器など、遠隔状態検知機器の分野に関
する。特に本発明は、3または4線式抵抗温度素子(R
TD)の温度測定ユニットにおける断線を検出する問題
に関する。
【0002】
【従来の技術】遠隔位置の各種状態をモニターするた
め、2線式の送信器が広く使われている。例えば、離れ
た処理プラントにあるタンク内の液レベルを測定するた
め、通例遠隔位置の2線式送信器が中央位置の電源及び
負荷と、2つの送信線を介して接続される。送信器によ
ってモニターされている状態が変化すると、送信器両端
間での有効直列抵抗も変化し、送信器に引き込まれる電
流に対応した変化を生じる。多数の応用分野で工業規格
が制定されており、2線式送信器ループを通る電流の変
化範囲は4〜20ミリアンペア(mA)で、4mAが遠
隔送信器への電力供給に必要な最小量である。
め、2線式の送信器が広く使われている。例えば、離れ
た処理プラントにあるタンク内の液レベルを測定するた
め、通例遠隔位置の2線式送信器が中央位置の電源及び
負荷と、2つの送信線を介して接続される。送信器によ
ってモニターされている状態が変化すると、送信器両端
間での有効直列抵抗も変化し、送信器に引き込まれる電
流に対応した変化を生じる。多数の応用分野で工業規格
が制定されており、2線式送信器ループを通る電流の変
化範囲は4〜20ミリアンペア(mA)で、4mAが遠
隔送信器への電力供給に必要な最小量である。
【0003】容積、圧力、液レベル及び温度が、2線式
送信器を用いて通例モニターされる状態の一部である。
しかし中でも温度は、正確に測定されねばならないこと
が多い状態の1つである。この目的のため、抵抗温度素
子(以下「RTD」という)を用いることはよく知られ
ている。RTDは、通例、温度を測定すべき媒体中に浸
漬され、媒体の温度変化と共にRTDの抵抗が変化する
ように配される。温度−抵抗値のテーブルあるいはRT
Dの抵抗と温度の関係を表す多項式を使い、RTDの測
定抵抗値から実際の温度が計算される。
送信器を用いて通例モニターされる状態の一部である。
しかし中でも温度は、正確に測定されねばならないこと
が多い状態の1つである。この目的のため、抵抗温度素
子(以下「RTD」という)を用いることはよく知られ
ている。RTDは、通例、温度を測定すべき媒体中に浸
漬され、媒体の温度変化と共にRTDの抵抗が変化する
ように配される。温度−抵抗値のテーブルあるいはRT
Dの抵抗と温度の関係を表す多項式を使い、RTDの測
定抵抗値から実際の温度が計算される。
【0004】RTDが2本のリード線を介して2線式送
信器と接続される場合、RTDの抵抗測定は必然的に、
リード線の抵抗を含むことになる。より正確な温度測定
のため、4線式のRTDシステムもしばしば使われる。
すなわちこの場合には、RTDの各端子毎2本のリード
線が2線式送信器に接続される。4線中2本はRTDに
電流を通すのに使われ、残りの2本は測定中RTD両端
間に生じる電圧を検知するのに使われる。このようにR
TDの抵抗は、電圧を検知する同じ線に電流を通すこと
なく、つまりリード線の電圧降下を含まずに測定され
る。RTDシステムのさらに別の方式では、3線のRT
Dが使われ、この場合には1本だけの電圧検知リード線
と電流戻しリード線との間の電圧差を測定することによ
って、リード線長さの補償が行われる。その他さらに多
くのRTD構成も可能で、そのうちいくつかについては
後で説明する。
信器と接続される場合、RTDの抵抗測定は必然的に、
リード線の抵抗を含むことになる。より正確な温度測定
のため、4線式のRTDシステムもしばしば使われる。
すなわちこの場合には、RTDの各端子毎2本のリード
線が2線式送信器に接続される。4線中2本はRTDに
電流を通すのに使われ、残りの2本は測定中RTD両端
間に生じる電圧を検知するのに使われる。このようにR
TDの抵抗は、電圧を検知する同じ線に電流を通すこと
なく、つまりリード線の電圧降下を含まずに測定され
る。RTDシステムのさらに別の方式では、3線のRT
Dが使われ、この場合には1本だけの電圧検知リード線
と電流戻しリード線との間の電圧差を測定することによ
って、リード線長さの補償が行われる。その他さらに多
くのRTD構成も可能で、そのうちいくつかについては
後で説明する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しばしばRTDへのリ
ード線の1本が破断したり、断続的な接続状態になる
と、問題が発生する。RTDの電流路線における破断は
測定域超過、すなわち無限大の抵抗測定として2線式送
信器に直ちに現れるが、電圧検知線の破断はリード線長
さの補償が行われている量だけしか、つまりわずかしか
抵抗測定に影響を及ぼさない。言い換えれば、状態セン
サーの構成や破断した特定のリード線に応じて、断線が
発見されるまでの相当時間の間、遠隔測定システムは正
確に機能しているように見えるが、実は不正確な読取値
を与えることになる。
ード線の1本が破断したり、断続的な接続状態になる
と、問題が発生する。RTDの電流路線における破断は
測定域超過、すなわち無限大の抵抗測定として2線式送
信器に直ちに現れるが、電圧検知線の破断はリード線長
さの補償が行われている量だけしか、つまりわずかしか
抵抗測定に影響を及ぼさない。言い換えれば、状態セン
サーの構成や破断した特定のリード線に応じて、断線が
発見されるまでの相当時間の間、遠隔測定システムは正
確に機能しているように見えるが、実は不正確な読取値
を与えることになる。
【0006】このため、3または4線のRTD温度測定
ユニットにおける断線を検出する問題に対処した改良型
遠隔測定システムが要望されている。
ユニットにおける断線を検出する問題に対処した改良型
遠隔測定システムが要望されている。
【0007】従って本発明の一般的な目的は、システム
内に故障が存在するかどうかを判定するのに特に適し
た、改良型遠隔抵抗測定システムを提供することにあ
る。
内に故障が存在するかどうかを判定するのに特に適し
た、改良型遠隔抵抗測定システムを提供することにあ
る。
【0008】本発明の別の目的は、遠隔RTDセンサー
への接続線のいずれをも個々に絶縁分離可能な多重化入
力を有するコンピュータ化遠隔抵抗測定回路を提供する
ことにある。
への接続線のいずれをも個々に絶縁分離可能な多重化入
力を有するコンピュータ化遠隔抵抗測定回路を提供する
ことにある。
【0009】本発明の更なる目的は、送信器の入力端子
に断続接続が存在するかどうかを判定し、どの端子が断
続しているかを正確にユーザに指示する能力を有したマ
イクロプロセッサ制御の2線式送信器を提供することに
ある。
に断続接続が存在するかどうかを判定し、どの端子が断
続しているかを正確にユーザに指示する能力を有したマ
イクロプロセッサ制御の2線式送信器を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】要約すると、上記及びそ
の他の目的は本発明によれば、少なくとも3本のセンサ
ー接続線を有する状態センサー用の検知回路において、
前記3本のセンサー接続線へ接続される少なくとも3つ
の入力端子、少なくとも1つの出力ポート、及び少なく
とも2つのアドレス線を有するマルチプレクサ回路、前
記状態センサーへ電力を与える電流源、前記マルチプレ
クサ回路の出力ポートで測定される前記状態センサーの
電気特性を求める第1の回路、及び前記アドレス線を制
御し、前記3本のセンサー接続線を介した状態センサー
からのいずれかの接続に欠陥があるかどうかを判定して
故障信号を与え、該故障信号に応じた指示を与える第2
の回路を備えた検知回路によって達成される。好ましい
実施例において、前記指示は、どの入力端子に故障接続
があるかどうかをユーザに知らせる視覚ディスプレイ上
のメッセージを含む。
の他の目的は本発明によれば、少なくとも3本のセンサ
ー接続線を有する状態センサー用の検知回路において、
前記3本のセンサー接続線へ接続される少なくとも3つ
の入力端子、少なくとも1つの出力ポート、及び少なく
とも2つのアドレス線を有するマルチプレクサ回路、前
記状態センサーへ電力を与える電流源、前記マルチプレ
クサ回路の出力ポートで測定される前記状態センサーの
電気特性を求める第1の回路、及び前記アドレス線を制
御し、前記3本のセンサー接続線を介した状態センサー
からのいずれかの接続に欠陥があるかどうかを判定して
故障信号を与え、該故障信号に応じた指示を与える第2
の回路を備えた検知回路によって達成される。好ましい
実施例において、前記指示は、どの入力端子に故障接続
があるかどうかをユーザに知らせる視覚ディスプレイ上
のメッセージを含む。
【0011】
【作用】本発明の好ましい実施例によれば、マイクロプ
ロセッサ制御式遠隔抵抗測定システムが得られ、3また
は4線式抵抗温度素子(RTD)への接続リード線が装
置の入力で4チャンネルアナログマルチプレクサによっ
て多重化される。標準抵抗測定用の5番目の入力を多重
化するため、別個の2チャンネルマルチプレクサも使わ
れる。マルチプレクサの出力が電圧−周波数変換器に接
続され、そこで周波数出力がマイクロプロセッサをベー
スとしたコントローラ(マイクロコントローラ)への入
力として使われる。マイクロコントローラは、マルチプ
レクサへアドレスし、遠隔RTDセンサーへの接続線を
個々に絶縁分離することによって断線をチェック可能で
ある。テストモードにおいてマルチプレクサの出力は、
既知のインピーダンスをマルチプレクサの出力に接続
し、いずれかのRTD接続線に欠陥があるかどうかを判
定することによってモニターされる。例えば電圧検知線
の1つが断線していれば、既知のインピーダンスが誤っ
た周波数読取値をマイクロコントローラに生ぜしめ、こ
れによってどのRTD接続線が破断しているかを正確に
判定するための指示をディスプレイ上に与える。機能選
択回路と2段の測定サイクルを用いることで、2本だけ
のアドレス線を使って5つのマルチプレクサチャンネル
を制御する。新規と考える本発明の各特徴は、特許請求
の範囲に詳しく記述されている。但し本発明自体の構成
は、前記以外の目的及び利点を含め、添付の図面を参照
した以下の説明から最も明瞭に理解されよう。
ロセッサ制御式遠隔抵抗測定システムが得られ、3また
は4線式抵抗温度素子(RTD)への接続リード線が装
置の入力で4チャンネルアナログマルチプレクサによっ
て多重化される。標準抵抗測定用の5番目の入力を多重
化するため、別個の2チャンネルマルチプレクサも使わ
れる。マルチプレクサの出力が電圧−周波数変換器に接
続され、そこで周波数出力がマイクロプロセッサをベー
スとしたコントローラ(マイクロコントローラ)への入
力として使われる。マイクロコントローラは、マルチプ
レクサへアドレスし、遠隔RTDセンサーへの接続線を
個々に絶縁分離することによって断線をチェック可能で
ある。テストモードにおいてマルチプレクサの出力は、
既知のインピーダンスをマルチプレクサの出力に接続
し、いずれかのRTD接続線に欠陥があるかどうかを判
定することによってモニターされる。例えば電圧検知線
の1つが断線していれば、既知のインピーダンスが誤っ
た周波数読取値をマイクロコントローラに生ぜしめ、こ
れによってどのRTD接続線が破断しているかを正確に
判定するための指示をディスプレイ上に与える。機能選
択回路と2段の測定サイクルを用いることで、2本だけ
のアドレス線を使って5つのマルチプレクサチャンネル
を制御する。新規と考える本発明の各特徴は、特許請求
の範囲に詳しく記述されている。但し本発明自体の構成
は、前記以外の目的及び利点を含め、添付の図面を参照
した以下の説明から最も明瞭に理解されよう。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の好ましい実施例の全体的ブ
ロック図を示す。本発明のコンピュータ化遠隔抵抗測定
システム10は、通例遠隔位置に配置された4線式の送
信器12を具備し、送信器12は通例中央位置に配置さ
れた電源ユニット14と直列に接続されている。電源ユ
ニット14は負荷16と直列に接続されたバッテリ15
からなり、負荷16とバッテリ15が共に送信器内の電
流変調回路(変調器)17へ直列に接続されることによ
って、2線式の電流ループを完成している。バッテリ1
5は通例直流24ボルトであるが、負荷16の抵抗は用
途に応じて大きく変化する。
ロック図を示す。本発明のコンピュータ化遠隔抵抗測定
システム10は、通例遠隔位置に配置された4線式の送
信器12を具備し、送信器12は通例中央位置に配置さ
れた電源ユニット14と直列に接続されている。電源ユ
ニット14は負荷16と直列に接続されたバッテリ15
からなり、負荷16とバッテリ15が共に送信器内の電
流変調回路(変調器)17へ直列に接続されることによ
って、2線式の電流ループを完成している。バッテリ1
5は通例直流24ボルトであるが、負荷16の抵抗は用
途に応じて大きく変化する。
【0013】好ましい実施例において、電流変調器17
は4〜20mAの現行工業規格を用いて構成されるが、
以前の工業規格10〜50mAが使われることもある。
あるいは、送信器12が中央に配置される場合、負荷1
6と電流変調器17を省き、送信器に直接バッテリ15
から電力供給できる。いずれの場合にも、バッテリ電力
は局所電源(回路)18に導かれ、そこからさらに絶縁
分離された電源(回路)20に導かれる。局部電源18
がマイクロプロセッサベースのコントローラ(マイクロ
コントローラ)22、それに付属の電気的に消去可能な
プログラマブル読取専用メモリ(EEPROM)23、
さらに付属の表示回路へ電力を与える一方、絶縁分離電
源20が残りの送信器内回路へ電力を与える。これら局
所/絶縁分離電源の構成については、後で図5に関連し
て詳しく説明する。
は4〜20mAの現行工業規格を用いて構成されるが、
以前の工業規格10〜50mAが使われることもある。
あるいは、送信器12が中央に配置される場合、負荷1
6と電流変調器17を省き、送信器に直接バッテリ15
から電力供給できる。いずれの場合にも、バッテリ電力
は局所電源(回路)18に導かれ、そこからさらに絶縁
分離された電源(回路)20に導かれる。局部電源18
がマイクロプロセッサベースのコントローラ(マイクロ
コントローラ)22、それに付属の電気的に消去可能な
プログラマブル読取専用メモリ(EEPROM)23、
さらに付属の表示回路へ電力を与える一方、絶縁分離電
源20が残りの送信器内回路へ電力を与える。これら局
所/絶縁分離電源の構成については、後で図5に関連し
て詳しく説明する。
【0014】送信器12は4つの入力センサー接続端子
X、A、B及びCを有し、これら各端子はそれぞれ接続
線25X、25A、25B及び25Cを介して、以下明
らかとなるであろう多くの異なるセンサー構成を用いて
RTD(抵抗温度素子)24に接続されている。そのよ
うな1つの入力構成が図1に示してあり、1つの4線式
RTD24が送信器12に接続されている。電流コント
ローラ26が端子XとCに接続された電流搬送線25X
と25Cを介してRTD24に電力供給する一方、端子
AとBはそれぞれ電圧検知線25Aと25Bを介してR
TD24両端間の電圧を測定するように接続されてい
る。図1の全体的なブロック図において、電流は電流コ
ントローラ26から端子Xを経て送信器外へ出、接続線
25XとRTD24を流れた後、接続線25Cを介して
端子Cへ、そして最後に電流コントローラ26へと戻
る。本発明では10オームから4000オームまでの公
称抵抗を有する広範囲のRTDを用いることができる
が、本発明で使われる代表的なRTDは広く市販されて
いる100オームのプラチナバルブ型RTDである。ま
た本発明の原理の多くは、温度、位置、液レベル、誘電
定数などに応じてキャパシタンス、インダクタンスある
いは磁場が変化するその他の種類の状態センサーに対し
ても適用し得る。
X、A、B及びCを有し、これら各端子はそれぞれ接続
線25X、25A、25B及び25Cを介して、以下明
らかとなるであろう多くの異なるセンサー構成を用いて
RTD(抵抗温度素子)24に接続されている。そのよ
うな1つの入力構成が図1に示してあり、1つの4線式
RTD24が送信器12に接続されている。電流コント
ローラ26が端子XとCに接続された電流搬送線25X
と25Cを介してRTD24に電力供給する一方、端子
AとBはそれぞれ電圧検知線25Aと25Bを介してR
TD24両端間の電圧を測定するように接続されてい
る。図1の全体的なブロック図において、電流は電流コ
ントローラ26から端子Xを経て送信器外へ出、接続線
25XとRTD24を流れた後、接続線25Cを介して
端子Cへ、そして最後に電流コントローラ26へと戻
る。本発明では10オームから4000オームまでの公
称抵抗を有する広範囲のRTDを用いることができる
が、本発明で使われる代表的なRTDは広く市販されて
いる100オームのプラチナバルブ型RTDである。ま
た本発明の原理の多くは、温度、位置、液レベル、誘電
定数などに応じてキャパシタンス、インダクタンスある
いは磁場が変化するその他の種類の状態センサーに対し
ても適用し得る。
【0015】各入力端子X、A、B及びCは図示のごと
く、マルチプレクサ回路(MUX回路)28の各入力に
も接続されている。電圧検知端子AとBは、マルチプレ
クサ回路で非常に高いインピーダンス入力に接続されて
いるので、測定プロセス中、電流は事実上全く端子Aま
たはBへと流入しない。従って図示した4線式のRTD
構成を用いれば、端子AとB間で測定される電圧は、端
子XからCへ流れる励起電流とRTDセンサー24の抵
抗との正確な積になる。つまり、端子XとCに接続され
た電流搬送線25Xと25Cの抵抗は抵抗評価に入らな
い。このように、リード線長さの補償が本質的に行わ
れ、はるかに正確な抵抗測定が得られる。
く、マルチプレクサ回路(MUX回路)28の各入力に
も接続されている。電圧検知端子AとBは、マルチプレ
クサ回路で非常に高いインピーダンス入力に接続されて
いるので、測定プロセス中、電流は事実上全く端子Aま
たはBへと流入しない。従って図示した4線式のRTD
構成を用いれば、端子AとB間で測定される電圧は、端
子XからCへ流れる励起電流とRTDセンサー24の抵
抗との正確な積になる。つまり、端子XとCに接続され
た電流搬送線25Xと25Cの抵抗は抵抗評価に入らな
い。このように、リード線長さの補償が本質的に行わ
れ、はるかに正確な抵抗測定が得られる。
【0016】多重化制御信号がマイクロコントローラ2
2からマルチプレクサ回路28へ、オプトアイソレータ
30を介して与えられる。以下詳しく説明するように、
マルチプレクサ回路28は、アース標準点に対して入力
端子X、A、B及びCの各々で生じる電圧をマルチプレ
クサ回路28の出力ポートで測定するため、各RTD接
続線25のどれでも個々に選択できる能力を与える。マ
ルチプレクサ回路28の出力電圧信号は電圧−周波数
(V−F)変換器32に接続され、該V−F変換器32
が周波数出力データを別のオプトアイソレータ34を介
してマイクロコントローラ22に与える。V−F変換器
32として使える代表的な電圧−周波数変換器は、19
90年版リニアー応用ハンドブック、リニアー・テクノ
ロジー刊行、応用ノート14、9ページに開示されてい
る。
2からマルチプレクサ回路28へ、オプトアイソレータ
30を介して与えられる。以下詳しく説明するように、
マルチプレクサ回路28は、アース標準点に対して入力
端子X、A、B及びCの各々で生じる電圧をマルチプレ
クサ回路28の出力ポートで測定するため、各RTD接
続線25のどれでも個々に選択できる能力を与える。マ
ルチプレクサ回路28の出力電圧信号は電圧−周波数
(V−F)変換器32に接続され、該V−F変換器32
が周波数出力データを別のオプトアイソレータ34を介
してマイクロコントローラ22に与える。V−F変換器
32として使える代表的な電圧−周波数変換器は、19
90年版リニアー応用ハンドブック、リニアー・テクノ
ロジー刊行、応用ノート14、9ページに開示されてい
る。
【0017】基本的にマイクロコントローラ22は、電
流変調器17を駆動するため電圧−オーム変換、オーム
−温度変換、及び温度−パルス幅変調(PWM)変換の
各機能を果たす。またマイクロコントローラ22は自動
的に、RTDの抵抗が計算されて温度情報がユーザに与
えられる測定モードと、マイクロコントローラ22がマ
ルチプレクサ回路28に指令して、RTD24への接続
線25のうちいずれかが破断しているかどうかをチェッ
クするテストモードとの間を切り換える。測定モードで
は、マルチプレクサ回路28が電圧情報をV−F変換器
32に与え、さらに該変換器32が周波数情報をマイク
ロコントローラ22に与える。この周波数情報の他、ユ
ーザがアクセス可能なモードスイッチ38及び工場でプ
ログラムされた一組の配線ジャンパー40からの情報が
マイクロプロセッサ22によって処理され、視覚ディス
プレイ36を介してユーザに温度情報を与える。また温
度情報は2線のリンクを介して、電流変調器17にも与
えられる。テストモードでは、マイクロプロセッサ22
に与えられる周波数情報がマイクロプロセッサ22から
マルチプレクサ回路28に与えられるアドレシング情報
と組み合わされ、断線をチェックし、どの線が破断して
いるかをディスプレイ36を介して正確にユーザへ知ら
せるのに使われる。テスト用通信ポート41もマイクロ
プロセッサ22に接続され、自動的な工場較正手順を可
能としている。好ましい実施例では、モトローラ68H
CO5がマイクロプロセッサ22として使われる。
流変調器17を駆動するため電圧−オーム変換、オーム
−温度変換、及び温度−パルス幅変調(PWM)変換の
各機能を果たす。またマイクロコントローラ22は自動
的に、RTDの抵抗が計算されて温度情報がユーザに与
えられる測定モードと、マイクロコントローラ22がマ
ルチプレクサ回路28に指令して、RTD24への接続
線25のうちいずれかが破断しているかどうかをチェッ
クするテストモードとの間を切り換える。測定モードで
は、マルチプレクサ回路28が電圧情報をV−F変換器
32に与え、さらに該変換器32が周波数情報をマイク
ロコントローラ22に与える。この周波数情報の他、ユ
ーザがアクセス可能なモードスイッチ38及び工場でプ
ログラムされた一組の配線ジャンパー40からの情報が
マイクロプロセッサ22によって処理され、視覚ディス
プレイ36を介してユーザに温度情報を与える。また温
度情報は2線のリンクを介して、電流変調器17にも与
えられる。テストモードでは、マイクロプロセッサ22
に与えられる周波数情報がマイクロプロセッサ22から
マルチプレクサ回路28に与えられるアドレシング情報
と組み合わされ、断線をチェックし、どの線が破断して
いるかをディスプレイ36を介して正確にユーザへ知ら
せるのに使われる。テスト用通信ポート41もマイクロ
プロセッサ22に接続され、自動的な工場較正手順を可
能としている。好ましい実施例では、モトローラ68H
CO5がマイクロプロセッサ22として使われる。
【0018】すなわち、テストモードの動作時には、マ
イクロコントローラ22がオプトアイソレータ30を介
してマルチプレクサ回路28に指令し、接続線25X、
25A、25B及び25Cのうちいずれかが破断してい
るかどうかをチェックせしめ、その故障情報がディスプ
レイ36を介してユーザに与えられるようにする。以下
明らかとなるように、RTD24から端子Xへの接続線
25Xが破断しているか、あるいはRTD24の別の端
子から端子Cへの接続線25Xが破断していると、電流
がRTDを通って流れない。この状態は測定モードの動
作でも、ゼロの周波数値またはオーバレンジ(域上超
過)の周波数値をオプトアイソレータ34から受け取る
ことで、マイクロコントローラ22によって直ちに認知
される。
イクロコントローラ22がオプトアイソレータ30を介
してマルチプレクサ回路28に指令し、接続線25X、
25A、25B及び25Cのうちいずれかが破断してい
るかどうかをチェックせしめ、その故障情報がディスプ
レイ36を介してユーザに与えられるようにする。以下
明らかとなるように、RTD24から端子Xへの接続線
25Xが破断しているか、あるいはRTD24の別の端
子から端子Cへの接続線25Xが破断していると、電流
がRTDを通って流れない。この状態は測定モードの動
作でも、ゼロの周波数値またはオーバレンジ(域上超
過)の周波数値をオプトアイソレータ34から受け取る
ことで、マイクロコントローラ22によって直ちに認知
される。
【0019】一方、RTD24から端子AまたはBへの
電圧検知線25Aまたは25Bの1つ以上が破断して
も、電流はRTD24を通って流れ続け、測定モードで
はゼロあるいはオーバレンジの周波数値が検出されな
い。さらに、入力端子AまたはBはここで浮遊状態にあ
るので、マルチプレクサ回路28からの電圧レベルが何
を示しているのか予測できない。そのレベルが適切な電
圧検知値の範囲内にほぼあれば、V−F変換器32は正
常と見える名目だけの周波数値を出力し続けてしまう。
このため、本発明ではテストモードを実施し、RTD接
続線のいずれか、特に電圧検知線25Aと25Bのどち
らかが破断しているかどうかを、既知のインピーダンス
をマルチプレクサ回路28の出力へ接続することによっ
て検出する。電圧検知線25Aか25Bの一方が破断し
ていると、既知のインピーダンスがマルチプレクサ回路
の出力にかかるため、オーバレンジあるいはゼロの周波
数値がマイクロコントローラ22への入力に現れる。マ
イクロコントローラ22はマルチプレクサ回路28への
アドレシングも制御しているので、マイクロコントロー
ラはどの線が破断しているかを正確に判定し、その情報
をユーザに表示することができる。以下の記述におい
て、この故障解析を行うために含まれたマルチぷれくさ
回路28とそのために辿られるべきソフトウェアプログ
ラムの両方について詳しく説明する。
電圧検知線25Aまたは25Bの1つ以上が破断して
も、電流はRTD24を通って流れ続け、測定モードで
はゼロあるいはオーバレンジの周波数値が検出されな
い。さらに、入力端子AまたはBはここで浮遊状態にあ
るので、マルチプレクサ回路28からの電圧レベルが何
を示しているのか予測できない。そのレベルが適切な電
圧検知値の範囲内にほぼあれば、V−F変換器32は正
常と見える名目だけの周波数値を出力し続けてしまう。
このため、本発明ではテストモードを実施し、RTD接
続線のいずれか、特に電圧検知線25Aと25Bのどち
らかが破断しているかどうかを、既知のインピーダンス
をマルチプレクサ回路28の出力へ接続することによっ
て検出する。電圧検知線25Aか25Bの一方が破断し
ていると、既知のインピーダンスがマルチプレクサ回路
の出力にかかるため、オーバレンジあるいはゼロの周波
数値がマイクロコントローラ22への入力に現れる。マ
イクロコントローラ22はマルチプレクサ回路28への
アドレシングも制御しているので、マイクロコントロー
ラはどの線が破断しているかを正確に判定し、その情報
をユーザに表示することができる。以下の記述におい
て、この故障解析を行うために含まれたマルチぷれくさ
回路28とそのために辿られるべきソフトウェアプログ
ラムの両方について詳しく説明する。
【0020】図2(a)は、図1のマルチプレクサ回路
28として機能する多重化回路42の一実施例の簡略化
した回路図である。多重化回路42は4チャンネルのア
ナログマルチプレクサ44と、電流源46と、標準抵抗
(RREF )48と、ダイオード50を介してマルチプレ
クサ44の出力Zに切り換え可能に接続された既知のイ
ンピーダンス52とを含む。この実施例では、3本のア
ドレス線OPTO1 、OPTO2 及びOPTO3 がオプ
トアイソレータ30を介し、マイクロコントローラ22
から多重化回路42へと与えられる。以下説明するよう
に、マイクロコントローラ22はこれら3本のアドレス
線を、既知インピーダンス52への切り換えを行ったり
行わなかったりしながら、多重化回路42が4つの入力
端子X、A、BまたはCのいずれか1つをマルチプレク
サの出力ポートZへ接続するように制御する。
28として機能する多重化回路42の一実施例の簡略化
した回路図である。多重化回路42は4チャンネルのア
ナログマルチプレクサ44と、電流源46と、標準抵抗
(RREF )48と、ダイオード50を介してマルチプレ
クサ44の出力Zに切り換え可能に接続された既知のイ
ンピーダンス52とを含む。この実施例では、3本のア
ドレス線OPTO1 、OPTO2 及びOPTO3 がオプ
トアイソレータ30を介し、マイクロコントローラ22
から多重化回路42へと与えられる。以下説明するよう
に、マイクロコントローラ22はこれら3本のアドレス
線を、既知インピーダンス52への切り換えを行ったり
行わなかったりしながら、多重化回路42が4つの入力
端子X、A、BまたはCのいずれか1つをマルチプレク
サの出力ポートZへ接続するように制御する。
【0021】図2(a)から明らかなように、図1の電
流コントローラ26は基本的に、定電流源46とRREF
で表した標準抵抗48とからなる。標準抵抗RREF は、
R1で表したRTDセンサー24を流れる電流の値を正
確に求めるのに使われる。RTDセンサー24を流れる
のと同じ電流が標準抵抗48を流れるので、RTDセン
サーR1 を流れる電流Iは、 (1) I=VR1/R1 =VREF /RREF 但し、VR1は、R1 両端間での電圧降下、及びVREF は
RREF 両端間での電圧降下である。図示の4線式RTD
構成では、R1 両端間での電圧降下が端子Aで測定され
たアースに対する電圧から、端子Bで測定されたアース
に対する電圧を引いたものに等しい、すなわちVR1=V
A −VB 。同じく、RREF 両端間での電圧降下は、端子
Cで測定されたアースに対する電圧に等しい、すなわち
VREF=VC。従って、 (2) R1 =VR1/I=VR1/(VREF/RREF) あ
るいは (3) R1 =(VA−VB)/(VC/RREF) さらに (4) R1 =[(VA−VB)/VC]RREF となる。
流コントローラ26は基本的に、定電流源46とRREF
で表した標準抵抗48とからなる。標準抵抗RREF は、
R1で表したRTDセンサー24を流れる電流の値を正
確に求めるのに使われる。RTDセンサー24を流れる
のと同じ電流が標準抵抗48を流れるので、RTDセン
サーR1 を流れる電流Iは、 (1) I=VR1/R1 =VREF /RREF 但し、VR1は、R1 両端間での電圧降下、及びVREF は
RREF 両端間での電圧降下である。図示の4線式RTD
構成では、R1 両端間での電圧降下が端子Aで測定され
たアースに対する電圧から、端子Bで測定されたアース
に対する電圧を引いたものに等しい、すなわちVR1=V
A −VB 。同じく、RREF 両端間での電圧降下は、端子
Cで測定されたアースに対する電圧に等しい、すなわち
VREF=VC。従って、 (2) R1 =VR1/I=VR1/(VREF/RREF) あ
るいは (3) R1 =(VA−VB)/(VC/RREF) さらに (4) R1 =[(VA−VB)/VC]RREF となる。
【0022】2線式のRTDセンサーを用い、R1 から
端子AまたはBへの接続線がない場合には、 (5) R1 =[(VX −VC)/VC]RREF となるが、リード線長さの補償は行われない。言い換え
れば、2線式のRTDセンサーを用いた場合、センサー
の抵抗はVX −VC に比例する。また4線式のRTDセ
ンサーを用いた場合、センサーの抵抗はVA −VB に比
例する。3線式のRTD構成を用い、R1 から端子Bへ
の接続線が存在しない場合、RTDセンサーの抵抗はV
A −VC に比例し、リード線長さを補償するには、異な
った計算が行われる。尚いずれの場合にせよ、前記した
最後の抵抗式は電圧値の比の関数であるため、電流源4
6から与えられる励起電流Iは抵抗式の一部に入ってな
い。以下説明するように、マイクロコントローラ22は
測定モードにおいて上記の比例電圧値を用い、RTDセ
ンサー24の抵抗を計算する。テストモードでは、既知
のインピーダンス52が切り換え投入され、RTDセン
サーの測定値が、並列に接続された既知インピーダンス
の抵抗の影響を受けるようになる。
端子AまたはBへの接続線がない場合には、 (5) R1 =[(VX −VC)/VC]RREF となるが、リード線長さの補償は行われない。言い換え
れば、2線式のRTDセンサーを用いた場合、センサー
の抵抗はVX −VC に比例する。また4線式のRTDセ
ンサーを用いた場合、センサーの抵抗はVA −VB に比
例する。3線式のRTD構成を用い、R1 から端子Bへ
の接続線が存在しない場合、RTDセンサーの抵抗はV
A −VC に比例し、リード線長さを補償するには、異な
った計算が行われる。尚いずれの場合にせよ、前記した
最後の抵抗式は電圧値の比の関数であるため、電流源4
6から与えられる励起電流Iは抵抗式の一部に入ってな
い。以下説明するように、マイクロコントローラ22は
測定モードにおいて上記の比例電圧値を用い、RTDセ
ンサー24の抵抗を計算する。テストモードでは、既知
のインピーダンス52が切り換え投入され、RTDセン
サーの測定値が、並列に接続された既知インピーダンス
の抵抗の影響を受けるようになる。
【0023】図2(b)は、オプトアイソレータ30か
らの3本のアドレス線OPTO1 、OPTO2 及びOP
TO3 用の各波形を示す。これらの波形を用い、図2
(a)の多重化回路42の動作を次に説明する。波形図
に示してあるように、完全な1測定サイクルは、測定モ
ードとテストモードからなる。マルチプレクサのアドレ
ス線OPTO3 は測定モード中ずっと低のままである
が、テストモードの大部分では高となる。OPTO3 か
らの低電圧が抵抗52に印加されると、ダイオード50
が逆バイアスされるため、既知インピーダンスは出力ポ
ートZでの出力電圧の測定に影響を及ぼさない。
らの3本のアドレス線OPTO1 、OPTO2 及びOP
TO3 用の各波形を示す。これらの波形を用い、図2
(a)の多重化回路42の動作を次に説明する。波形図
に示してあるように、完全な1測定サイクルは、測定モ
ードとテストモードからなる。マルチプレクサのアドレ
ス線OPTO3 は測定モード中ずっと低のままである
が、テストモードの大部分では高となる。OPTO3 か
らの低電圧が抵抗52に印加されると、ダイオード50
が逆バイアスされるため、既知インピーダンスは出力ポ
ートZでの出力電圧の測定に影響を及ぼさない。
【0024】時間t1 に、マイクロコントローラ22が
アドレス線OPTO1 に高電圧レベルを設定する一方、
OPTO2 とOPTO3 は低のままである。OPTO1
はマルチプレクサのアドレスポートa0 に接続されてお
り、またOPTO2 はアドレスポートa1 に接続されて
いるため、バイナリ値‘01’がマルチプレクサ44に
与えられ、マルチプレクサのデータポートd1 が出力ポ
ートZに接続される。従ってこの時点では、マルチプレ
クサの出力ポートZの電圧レベルが、アースから測定さ
れた入力端子Bに現れる電圧レベルを表す。このこと
が、時間間隔t1−t2 に対応して図2(b)の一番下
にZ=Bとして示してある。時間t2 に、アドレス線O
PTO2 が高になり、バイナリ値‘11’がマルチプレ
クサ44に与えられる。従って、マルチプレクサはデー
タポートd3 を選択し、出力ポートZの電圧レベルは入
力端子Xに現れる電圧レベルに等しくなる、すなわちZ
=Xになる。時間t3 には、バイナリ値‘10’が与え
られて、マルチプレクサのデータポートd2 を選択し、
Z=Aとなる。最後に、時間t4 にバイナリ値‘00’
が与えられて、マルチプレクサのデータポートd0 を選
択し、Z=Cとなる。こうして測定モード中には、4つ
すべての入力端子X、A、B及びCが個々に選択された
ことになる。
アドレス線OPTO1 に高電圧レベルを設定する一方、
OPTO2 とOPTO3 は低のままである。OPTO1
はマルチプレクサのアドレスポートa0 に接続されてお
り、またOPTO2 はアドレスポートa1 に接続されて
いるため、バイナリ値‘01’がマルチプレクサ44に
与えられ、マルチプレクサのデータポートd1 が出力ポ
ートZに接続される。従ってこの時点では、マルチプレ
クサの出力ポートZの電圧レベルが、アースから測定さ
れた入力端子Bに現れる電圧レベルを表す。このこと
が、時間間隔t1−t2 に対応して図2(b)の一番下
にZ=Bとして示してある。時間t2 に、アドレス線O
PTO2 が高になり、バイナリ値‘11’がマルチプレ
クサ44に与えられる。従って、マルチプレクサはデー
タポートd3 を選択し、出力ポートZの電圧レベルは入
力端子Xに現れる電圧レベルに等しくなる、すなわちZ
=Xになる。時間t3 には、バイナリ値‘10’が与え
られて、マルチプレクサのデータポートd2 を選択し、
Z=Aとなる。最後に、時間t4 にバイナリ値‘00’
が与えられて、マルチプレクサのデータポートd0 を選
択し、Z=Cとなる。こうして測定モード中には、4つ
すべての入力端子X、A、B及びCが個々に選択された
ことになる。
【0025】テストモードに入ると、時間t6に、アド
レス線OPTO3が高になり、抵抗52が順方向バイア
スのダイオード50を介し、45を経て出力ポートZに
接続される。尚ダイオード50は、アドレス線OPTO
3の制御下で、既知インピーダンスつまり抵抗52をマ
ルチプレクサの出力ポートZに接続するスイッチの役割
を果たしている。ここで、抵抗52がこの回路内に入る
ため、ポートZでの電圧出力は、既知インピーダンス5
2の抵抗が並列に接続された端子Bの測定抵抗に比例し
たものになる。このことが、時間間隔t6 −t7 中に測
定されたB+(端子B”プラス”抵抗52)として図2
(b)の一番下に示してある。同じく時間間隔t7 −t
8 中には、X+が測定される。次いで時間間隔t8 −t
9 及びt9−t10中に、抵抗値A+とC+がそれぞれ測
定される。
レス線OPTO3が高になり、抵抗52が順方向バイア
スのダイオード50を介し、45を経て出力ポートZに
接続される。尚ダイオード50は、アドレス線OPTO
3の制御下で、既知インピーダンスつまり抵抗52をマ
ルチプレクサの出力ポートZに接続するスイッチの役割
を果たしている。ここで、抵抗52がこの回路内に入る
ため、ポートZでの電圧出力は、既知インピーダンス5
2の抵抗が並列に接続された端子Bの測定抵抗に比例し
たものになる。このことが、時間間隔t6 −t7 中に測
定されたB+(端子B”プラス”抵抗52)として図2
(b)の一番下に示してある。同じく時間間隔t7 −t
8 中には、X+が測定される。次いで時間間隔t8 −t
9 及びt9−t10中に、抵抗値A+とC+がそれぞれ測
定される。
【0026】好ましい実施例において、抵抗52の値は
1,000,000オームである。この値は、公称10
0オームであるRTD抵抗値の通常の動作範囲よりはる
かに高い一方、選択した入力ポートで線が破断している
場合に、マルチプレクサ44の出力に現れるであろう無
限大の抵抗値よりもはるかに低い。言い換えれば、テス
トモードにおいて、すべての接続線が比較的低インピー
ダンスのRTDに接続されているときは、既知インピー
ダンス52の存在が出力ポートZでの電圧レベルに有意
な影響を及ぼさない。しかし、接続線の1つが破断する
と、既知インピーダンス52の存在が出力電圧のレベル
を大きく変化させる、つまり、RTD入力接続線の1つ
が破断するこの場合には上昇させる。従って、接続線2
5の1つが破断し、マルチプレクサ入力の1つが開状態
になると、その選択された端子に関する測定抵抗値はほ
ぼ抵抗52の抵抗値となる。従って、その特定のマルチ
プレクサチャンネルがアドレスされたとき、V−F変換
器32の周波数出力は、RTDの公称範囲内に入らなく
なる。マイクロコントローラ22は、3本のアドレス線
OPTO1 、OPTO2 及びOPTO3 を制御している
から、マルチプレクサのどの入力端子X、A、B及びC
がいまアドレスされているかを正確に知ることができ
る。従って、マイクロコントローラは、どの線が破断し
ているかを正確に判定し、その情報をディスプレイ36
を介してユーザに指示可能である。
1,000,000オームである。この値は、公称10
0オームであるRTD抵抗値の通常の動作範囲よりはる
かに高い一方、選択した入力ポートで線が破断している
場合に、マルチプレクサ44の出力に現れるであろう無
限大の抵抗値よりもはるかに低い。言い換えれば、テス
トモードにおいて、すべての接続線が比較的低インピー
ダンスのRTDに接続されているときは、既知インピー
ダンス52の存在が出力ポートZでの電圧レベルに有意
な影響を及ぼさない。しかし、接続線の1つが破断する
と、既知インピーダンス52の存在が出力電圧のレベル
を大きく変化させる、つまり、RTD入力接続線の1つ
が破断するこの場合には上昇させる。従って、接続線2
5の1つが破断し、マルチプレクサ入力の1つが開状態
になると、その選択された端子に関する測定抵抗値はほ
ぼ抵抗52の抵抗値となる。従って、その特定のマルチ
プレクサチャンネルがアドレスされたとき、V−F変換
器32の周波数出力は、RTDの公称範囲内に入らなく
なる。マイクロコントローラ22は、3本のアドレス線
OPTO1 、OPTO2 及びOPTO3 を制御している
から、マルチプレクサのどの入力端子X、A、B及びC
がいまアドレスされているかを正確に知ることができ
る。従って、マイクロコントローラは、どの線が破断し
ているかを正確に判定し、その情報をディスプレイ36
を介してユーザに指示可能である。
【0027】図3(a)は、図2(a)の多重化回路の
別の実施例で、2本のアドレス線だけを用いるように変
更されている。図3(a)の多重化回路54では、第3
のアドレス線OPTO3 が省かれ、代わりにD形フリッ
プフロップ56が付け加えられている。アドレス線OP
TO1 がフリップフロップ56のクロック入力に、また
アドレス線OPTO2 がそのD入力にそれぞれ接続され
ている。フリップフロップの出力Qは抵抗52に接続さ
れている。D入力が高だと、入力クロック波形の次の立
ち上がりエッジでQ出力が高になる。従って、アドレス
線OPTO1 とOPTO2 間の位相関係が、ここでは第
3のアドレス線OPTO3 として機能するDフリップフ
ロップの出力Qの状態を決めるのに使われる。次に図3
(b)を参照し、図3(a)の多重化回路54の動作を
説明する。測定モード中は、マルチプレクサのアドレス
線OPTO1 がアドレス線OPTO2 より前に必ず高に
なっており、フリップフロップ56のQ出力は低のまま
である。低出力Qの状態では、ダイオード50が逆バイ
アスのままであり、既知インピーダンス52は出力ポー
トZでの電圧の測定に影響を及ぼさない。従って、図3
(b)の一番下に示すように、出力ポートZは端子B、
X、A及びCでの抵抗をそれぞれ表す。
別の実施例で、2本のアドレス線だけを用いるように変
更されている。図3(a)の多重化回路54では、第3
のアドレス線OPTO3 が省かれ、代わりにD形フリッ
プフロップ56が付け加えられている。アドレス線OP
TO1 がフリップフロップ56のクロック入力に、また
アドレス線OPTO2 がそのD入力にそれぞれ接続され
ている。フリップフロップの出力Qは抵抗52に接続さ
れている。D入力が高だと、入力クロック波形の次の立
ち上がりエッジでQ出力が高になる。従って、アドレス
線OPTO1 とOPTO2 間の位相関係が、ここでは第
3のアドレス線OPTO3 として機能するDフリップフ
ロップの出力Qの状態を決めるのに使われる。次に図3
(b)を参照し、図3(a)の多重化回路54の動作を
説明する。測定モード中は、マルチプレクサのアドレス
線OPTO1 がアドレス線OPTO2 より前に必ず高に
なっており、フリップフロップ56のQ出力は低のまま
である。低出力Qの状態では、ダイオード50が逆バイ
アスのままであり、既知インピーダンス52は出力ポー
トZでの電圧の測定に影響を及ぼさない。従って、図3
(b)の一番下に示すように、出力ポートZは端子B、
X、A及びCでの抵抗をそれぞれ表す。
【0028】しかし、時間t6 でアドレス線OPTO2
が高であるため、OPTO1 の立ち上がりエッジでQ出
力が高になる。そのため、時間間隔t6 −t7 中は、入
力端子Xに現れる抵抗プラス抵抗52の並列の組合せ、
つまりX+が測定される。同じくテストモードでの時間
間隔t7 −t8 、t8 −t9 及びt9 −t10中に、抵抗
値B+、A+とC+がそれぞれ測定される。
が高であるため、OPTO1 の立ち上がりエッジでQ出
力が高になる。そのため、時間間隔t6 −t7 中は、入
力端子Xに現れる抵抗プラス抵抗52の並列の組合せ、
つまりX+が測定される。同じくテストモードでの時間
間隔t7 −t8 、t8 −t9 及びt9 −t10中に、抵抗
値B+、A+とC+がそれぞれ測定される。
【0029】図4(a)は図1の多重化回路28の別の
簡略化した回路図で、標準抵抗RREF の値をより正確に
求めるため、追加の多重化入力つまり端子Dが使われて
いる。尚入力端子Dは、送信器ユニットの内部に配され
ている。また、追加の入力端子Dを選択するのに、追加
のアドレス線が必要である。
簡略化した回路図で、標準抵抗RREF の値をより正確に
求めるため、追加の多重化入力つまり端子Dが使われて
いる。尚入力端子Dは、送信器ユニットの内部に配され
ている。また、追加の入力端子Dを選択するのに、追加
のアドレス線が必要である。
【0030】この多重化回路58では、標準抵抗62が
マルチプレクサ60の入力端子CとD間に接続され、前
例のようにアースに直接接続されていない。その代わり
図示のごとく、電流戻し抵抗RRET 64が入力端子Dと
アースとの間に接続されている。こうして、電流源46
からの電流はRTD24、標準抵抗62、戻し抵抗64
を通ってアースに流れる。標準抵抗RREF の値を求める
ためには、アースに対する電圧VC だけを測定する代わ
りに、アースに対する電圧VC とアースに対する電圧V
D の2つの電圧測定を行い、標準抵抗RREF の値はVC
−VD に比例したものになる。この5番目の内部端子D
を使うことで、標準抵抗RREF の測定が完全に差動的
に、つまりVC −VD として行われ、電圧偏差が測定の
精度に影響を及ぼさなくなる。従って、特に低い偏差差
動仕様を持たない演算増幅器でも、電流源46で使え
る。入力バイアス及び偏差電流がもはや発生ないため、
標準抵抗62の温度係数を除き、回路はゼロもしくはス
パン誤差を実質上全く生じない。アースに対するノイズ
の影響も、著しく減じられる。言い換えれば、この5番
目の入力端子構成を用いることで、標準抵抗RREF のは
るかに正確な測定を達成できる。
マルチプレクサ60の入力端子CとD間に接続され、前
例のようにアースに直接接続されていない。その代わり
図示のごとく、電流戻し抵抗RRET 64が入力端子Dと
アースとの間に接続されている。こうして、電流源46
からの電流はRTD24、標準抵抗62、戻し抵抗64
を通ってアースに流れる。標準抵抗RREF の値を求める
ためには、アースに対する電圧VC だけを測定する代わ
りに、アースに対する電圧VC とアースに対する電圧V
D の2つの電圧測定を行い、標準抵抗RREF の値はVC
−VD に比例したものになる。この5番目の内部端子D
を使うことで、標準抵抗RREF の測定が完全に差動的
に、つまりVC −VD として行われ、電圧偏差が測定の
精度に影響を及ぼさなくなる。従って、特に低い偏差差
動仕様を持たない演算増幅器でも、電流源46で使え
る。入力バイアス及び偏差電流がもはや発生ないため、
標準抵抗62の温度係数を除き、回路はゼロもしくはス
パン誤差を実質上全く生じない。アースに対するノイズ
の影響も、著しく減じられる。言い換えれば、この5番
目の入力端子構成を用いることで、標準抵抗RREF のは
るかに正確な測定を達成できる。
【0031】追加の入力端子Dで電圧VD を測定するた
めには、マルチプレクサにおいて追加のデータポートが
必要である。図4(a)に示すように、5チャンネルの
アナログマルチプレクサ60が、OPTO1 、OPTO
2 及びOPTO3 にそれぞれ接続された3本のアドレス
線a0 、a1 及びa2 によって制御される。また図示の
ごとく、4番目のアドレス線OPTO4 が既知インピー
ダンス52に接続されている。
めには、マルチプレクサにおいて追加のデータポートが
必要である。図4(a)に示すように、5チャンネルの
アナログマルチプレクサ60が、OPTO1 、OPTO
2 及びOPTO3 にそれぞれ接続された3本のアドレス
線a0 、a1 及びa2 によって制御される。また図示の
ごとく、4番目のアドレス線OPTO4 が既知インピー
ダンス52に接続されている。
【0032】次に図4(b)を参照すると、図4(a)
の多重化回路58の動作における代表的なアドレシング
波形が示してある。測定モードでは、4番目のアドレス
線OPTO4 が低のままで、他の3本のアドレス線OP
TO1 、OPTO2 及びOPTO3 が出力ポートZに与
えられる入力端子電圧の選択を制御する。例えば、時間
間隔 t1 −t2 中は、バイナリ値‘001’がマルチ
プレクサ60に与えられ、マルチプレクサのデータポー
トd1 が選択されることによって、入力端子Cの電圧が
出力ポートZに接続される。このことは、同じく図4
(b)の一番下にZ=Cとして示してある。時間間隔t
2 −t3 中は、バイナリ値‘011’がマルチプレクサ
のデータポートd3 を選択するのに使われ、Z=Aとな
る。その後同様に、入力端子B、D及びXが図示の波形
に基づいて選択される。テストモードに入った時間t7
に、4番目のアドレス線OPTO4 が高になり、既知イ
ンピーダンス52が回路内に切り換え投入される。そし
て再び、バイナリ値‘001’のアドレスがマイクロコ
ントローラから送られて入力端子Cを選択し、Z=C+
となる。その後図示のごとく、同様のアドレシング方式
によってA+、B+、D+及びX+を選択する。
の多重化回路58の動作における代表的なアドレシング
波形が示してある。測定モードでは、4番目のアドレス
線OPTO4 が低のままで、他の3本のアドレス線OP
TO1 、OPTO2 及びOPTO3 が出力ポートZに与
えられる入力端子電圧の選択を制御する。例えば、時間
間隔 t1 −t2 中は、バイナリ値‘001’がマルチ
プレクサ60に与えられ、マルチプレクサのデータポー
トd1 が選択されることによって、入力端子Cの電圧が
出力ポートZに接続される。このことは、同じく図4
(b)の一番下にZ=Cとして示してある。時間間隔t
2 −t3 中は、バイナリ値‘011’がマルチプレクサ
のデータポートd3 を選択するのに使われ、Z=Aとな
る。その後同様に、入力端子B、D及びXが図示の波形
に基づいて選択される。テストモードに入った時間t7
に、4番目のアドレス線OPTO4 が高になり、既知イ
ンピーダンス52が回路内に切り換え投入される。そし
て再び、バイナリ値‘001’のアドレスがマイクロコ
ントローラから送られて入力端子Cを選択し、Z=C+
となる。その後図示のごとく、同様のアドレシング方式
によってA+、B+、D+及びX+を選択する。
【0033】図5は図1のMUX28の好ましい実施例
の詳しい回路図で、5つの多重化入力が2つのアドレス
線だけによって制御される場合に相当する。この多重化
回路70においては、電流コントローラ回路と絶縁分離
電源回路の動作をより正確に示すため、4つの外部入力
端子X、A、B及びCの順序がこれまでの図と逆になっ
ている。図3(a)と同様、マイクロコントローラ22
から延びた2本のアドレス線OPTO1 とOPTO2 が
オプトアイソレータ30を介して、4チャンネルのアナ
ログマルチプレクサ72を制御する役割を果たし、この
回路もほぼ前述した通り動作する。但し、追加の2チャ
ンネルアナログマルチプレクサ74を用いて内部入力端
子Dをマルチプレクサ72の出力ポートZ1 と多重化
し、これによって図1の電圧−周波数(V−F)変換器
32への入力となる出力ポートZ3を与えている。図5
と前の回路との別の相違は、ダイオード50の機能すな
わちテストモードで既知インピーダンスの切り換えを制
御する機能を実施するための電子スイッチとして、別の
2チャンネルのアナログマルチプレクサ76が使われて
いることである。さらに、第3のアドレス線の必要をな
くすため同じくD形フリップフロップ80が使われてい
る他、第4のアドレス線の必要をなくすためダイオード
OR回路が使われている。
の詳しい回路図で、5つの多重化入力が2つのアドレス
線だけによって制御される場合に相当する。この多重化
回路70においては、電流コントローラ回路と絶縁分離
電源回路の動作をより正確に示すため、4つの外部入力
端子X、A、B及びCの順序がこれまでの図と逆になっ
ている。図3(a)と同様、マイクロコントローラ22
から延びた2本のアドレス線OPTO1 とOPTO2 が
オプトアイソレータ30を介して、4チャンネルのアナ
ログマルチプレクサ72を制御する役割を果たし、この
回路もほぼ前述した通り動作する。但し、追加の2チャ
ンネルアナログマルチプレクサ74を用いて内部入力端
子Dをマルチプレクサ72の出力ポートZ1 と多重化
し、これによって図1の電圧−周波数(V−F)変換器
32への入力となる出力ポートZ3を与えている。図5
と前の回路との別の相違は、ダイオード50の機能すな
わちテストモードで既知インピーダンスの切り換えを制
御する機能を実施するための電子スイッチとして、別の
2チャンネルのアナログマルチプレクサ76が使われて
いることである。さらに、第3のアドレス線の必要をな
くすため同じくD形フリップフロップ80が使われてい
る他、第4のアドレス線の必要をなくすためダイオード
OR回路が使われている。
【0034】図5の左上部分の回路が、図1の電流コン
トローラ26の機能を果たしている。分割電圧源V+/
V−から電力供給される演算増幅器82が、送信器の入
力端Xへと戻る電流を抵抗84を介して電源V−へと流
すのに使われている。標準抵抗RREF として機能する抵
抗86が、入力端子DのV+から入力端子Cを介してR
TDに至る電流源を与える。同じく端子Dに接続された
抵抗88が、戻し抵抗RRET の機能を果たす。バイアス
抵抗90とフィードバックコンデンサ92が、演算増幅
器電流源回路における通常の機能を果たす。
トローラ26の機能を果たしている。分割電圧源V+/
V−から電力供給される演算増幅器82が、送信器の入
力端Xへと戻る電流を抵抗84を介して電源V−へと流
すのに使われている。標準抵抗RREF として機能する抵
抗86が、入力端子DのV+から入力端子Cを介してR
TDに至る電流源を与える。同じく端子Dに接続された
抵抗88が、戻し抵抗RRET の機能を果たす。バイアス
抵抗90とフィードバックコンデンサ92が、演算増幅
器電流源回路における通常の機能を果たす。
【0035】好ましい実施例においては、図5の左下部
分に示すように、2本のアドレス線OPTO1 とOPT
O2 を発生するのに2つのオプトアイソレータ94と9
6が使われる。マイクロコントローラ22からの各出力
ポートは、電気ショックの危害や誤動作の危険を伴わ
ず、2線式送信器のアースとは数百ボルト異なるアース
標準点へRTDセンサーを接続できるように、アドレス
線から絶縁分離されている。オプトアイソレータはター
ンオフ時間が遅いため、好ましい実施例では、抵抗98
とショットキーNANDゲート100からなるインバー
タ回路が、フリップフロップ80へのクロック線用のス
イッチング波形を改善するのに使われる。
分に示すように、2本のアドレス線OPTO1 とOPT
O2 を発生するのに2つのオプトアイソレータ94と9
6が使われる。マイクロコントローラ22からの各出力
ポートは、電気ショックの危害や誤動作の危険を伴わ
ず、2線式送信器のアースとは数百ボルト異なるアース
標準点へRTDセンサーを接続できるように、アドレス
線から絶縁分離されている。オプトアイソレータはター
ンオフ時間が遅いため、好ましい実施例では、抵抗98
とショットキーNANDゲート100からなるインバー
タ回路が、フリップフロップ80へのクロック線用のス
イッチング波形を改善するのに使われる。
【0036】図3(a)に関連して前述したように、D
形フリップフロップ80の出力Qが、アドレスポートa
X を介してアナログマルチプレクサ76へアドレスする
ための第3のアドレス線、すなわちテストモード線とし
て使われる。既知インピーダンスつまり抵抗102が図
示のごとく、マルチプレクサ72の出力ポートZ1 から
マルチプレクサ76の出力ポートZ2 に接続されてい
る。フリップフロップ80のQ出力が低であれば、ゼロ
がアドレスポートaX に与えられ、マルチプレクサ76
のデータポートd0 が選択される。これによってマルチ
プレクサ72の出力ポートZ1 がマルチプレクサ76の
出力ポートZ2 に接続され、既知インピーダンスが回路
内に入らないように抵抗102を有効にショートアウト
させる。しかしテストモードでは、Q出力が高になり、
抵抗102はマルチプレクサ76のデータポートd1 で
正の電源電圧V+に接続され、回路内へと組み入れられ
る。
形フリップフロップ80の出力Qが、アドレスポートa
X を介してアナログマルチプレクサ76へアドレスする
ための第3のアドレス線、すなわちテストモード線とし
て使われる。既知インピーダンスつまり抵抗102が図
示のごとく、マルチプレクサ72の出力ポートZ1 から
マルチプレクサ76の出力ポートZ2 に接続されてい
る。フリップフロップ80のQ出力が低であれば、ゼロ
がアドレスポートaX に与えられ、マルチプレクサ76
のデータポートd0 が選択される。これによってマルチ
プレクサ72の出力ポートZ1 がマルチプレクサ76の
出力ポートZ2 に接続され、既知インピーダンスが回路
内に入らないように抵抗102を有効にショートアウト
させる。しかしテストモードでは、Q出力が高になり、
抵抗102はマルチプレクサ76のデータポートd1 で
正の電源電圧V+に接続され、回路内へと組み入れられ
る。
【0037】いずれの場合にも、マルチプレクサ72の
出力ポートZ1 がマルチプレクサ74のデータポートd
1 に接続される。標準抵抗86の両端間の電圧を測定す
るのに使われる内部入力端子Dは、マルチプレクサ74
の別のデータポートd0 に接続されている。そしてさら
に別のアドレス線(ポート)aY が両データポートd0
とd1 間を切り換え、出力Z3 をV−F変換器32へ与
えるのに使われる。アドレスポートaY は、両アドレス
線OPTO1 とOPTO2 及びフリップフロップ80の
反転Q出力の組合せによって制御され、これらの構成部
品はすべて図示のごとくダイオード104、106及び
108とプルダウン抵抗109を介しORゲートとして
構成されている。従って、OPTO1 かOPTO2 か反
転Qのいずれかが高になると、アドレスポートaY が高
になり、出力ポートZ1 がマルチプレクサ74を介して
出力Z3 に接続される。スイッチング波形は、それぞれ
の入力構成について以下に示す。
出力ポートZ1 がマルチプレクサ74のデータポートd
1 に接続される。標準抵抗86の両端間の電圧を測定す
るのに使われる内部入力端子Dは、マルチプレクサ74
の別のデータポートd0 に接続されている。そしてさら
に別のアドレス線(ポート)aY が両データポートd0
とd1 間を切り換え、出力Z3 をV−F変換器32へ与
えるのに使われる。アドレスポートaY は、両アドレス
線OPTO1 とOPTO2 及びフリップフロップ80の
反転Q出力の組合せによって制御され、これらの構成部
品はすべて図示のごとくダイオード104、106及び
108とプルダウン抵抗109を介しORゲートとして
構成されている。従って、OPTO1 かOPTO2 か反
転Qのいずれかが高になると、アドレスポートaY が高
になり、出力ポートZ1 がマルチプレクサ74を介して
出力Z3 に接続される。スイッチング波形は、それぞれ
の入力構成について以下に示す。
【0038】図5の右下部分に示してあるように、図1
の絶縁分離電源回路20は図示のごとく、変圧器110
とその他いくつかの標準的部品から構成されている。局
所電源18内のDC−AC変換器が、ACを変圧器11
0に与える。次いで、絶縁分離されたAC電圧が整流、
ろ波され、2つの調整電源に分割される。V+はアース
標準112よりほぼ2.5ボルト高いDCで、V−はア
ース標準112よりほぼ2.5ボルト低いDCである。
上記以外の多くの絶縁分離形電源構成も使用し得る。
の絶縁分離電源回路20は図示のごとく、変圧器110
とその他いくつかの標準的部品から構成されている。局
所電源18内のDC−AC変換器が、ACを変圧器11
0に与える。次いで、絶縁分離されたAC電圧が整流、
ろ波され、2つの調整電源に分割される。V+はアース
標準112よりほぼ2.5ボルト高いDCで、V−はア
ース標準112よりほぼ2.5ボルト低いDCである。
上記以外の多くの絶縁分離形電源構成も使用し得る。
【0039】以下の部品番号と値は、好ましい実施例で
使われるものを表している: 構成部品 型式/値 マルチプレクサ72 CD4052 マルチプレクサ74、76 CD4053 Dフリップフロップ80 CD4013 演算増幅器82 TLC27L7 RREF 86 301オーム、1%、5ppm/℃ RRET 88 100オーム R84 499オーム R90 10Kオーム R98 100Kオーム R102 1Mオーム R109 1Mオーム もちろん、異なる用途やその他の回路構成について、上
記以外の型式及び値の構成部品も使える。
使われるものを表している: 構成部品 型式/値 マルチプレクサ72 CD4052 マルチプレクサ74、76 CD4053 Dフリップフロップ80 CD4013 演算増幅器82 TLC27L7 RREF 86 301オーム、1%、5ppm/℃ RRET 88 100オーム R84 499オーム R90 10Kオーム R98 100Kオーム R102 1Mオーム R109 1Mオーム もちろん、異なる用途やその他の回路構成について、上
記以外の型式及び値の構成部品も使える。
【0040】図6(a)は、リード線長さの補償をせず
に2線式RTDセンサーを用いた場合における、図5の
マルチプレクサの入力回路構成を示す概略図である。R
TD24は2本の接続線25X、25Cを介して、図5
のマルチプレクサ72の入力端子X、Cに接続されてい
る。励起電流IはV+からRRET 88を介して端子D
に、そこからRREF 86を介して端子Cから出、R1 を
介して端子Xに入り、電流源46を経てV−に戻る。
尚、電流源46の方向と電源電圧V+、V−の極性は図
5の場合と同じであるが、簡単化のため抵抗90と演算
増幅器82は省いてある。また入力端子Xは、図5より
前の各図では高次のデータポートd3 またはd4 に接続
されているのに対し、図5のごとくマルチプレクサのデ
ータポートd0 に接続されている。
に2線式RTDセンサーを用いた場合における、図5の
マルチプレクサの入力回路構成を示す概略図である。R
TD24は2本の接続線25X、25Cを介して、図5
のマルチプレクサ72の入力端子X、Cに接続されてい
る。励起電流IはV+からRRET 88を介して端子D
に、そこからRREF 86を介して端子Cから出、R1 を
介して端子Xに入り、電流源46を経てV−に戻る。
尚、電流源46の方向と電源電圧V+、V−の極性は図
5の場合と同じであるが、簡単化のため抵抗90と演算
増幅器82は省いてある。また入力端子Xは、図5より
前の各図では高次のデータポートd3 またはd4 に接続
されているのに対し、図5のごとくマルチプレクサのデ
ータポートd0 に接続されている。
【0041】以下フローチャートに沿って詳しく説明す
るように、入力端子A、B、C、D及びXでの電圧に対
応した周波数値が、特定の入力センサー構成で必要に応
じて測定される。各値は、ほぼ300ミリ秒(ms)毎
に読み取られる。各入力端子毎に、5種類の最新周波数
値のテーブルが保持されている。これら5種類の値が平
均され、電圧−周波数変換を修正するように較正され、
電圧−周波数変換器のドリフトを考慮してスケール調整
された後、特定の入力センサー構成に関する抵抗式で使
われる。得られた抵抗値は較正誤差について修正され、
抵抗−温度値のテーブルあるいは多項式を用いて温度に
変換され、さらに入力センサーに関する特定の温度係数
を用いて線形化される。そして、最終的な温度値がセー
ブされる。マルチセンサー構成が使われる場合には、そ
れぞれの線形化温度値を組み合わせて差動式の温度測定
を行える。
るように、入力端子A、B、C、D及びXでの電圧に対
応した周波数値が、特定の入力センサー構成で必要に応
じて測定される。各値は、ほぼ300ミリ秒(ms)毎
に読み取られる。各入力端子毎に、5種類の最新周波数
値のテーブルが保持されている。これら5種類の値が平
均され、電圧−周波数変換を修正するように較正され、
電圧−周波数変換器のドリフトを考慮してスケール調整
された後、特定の入力センサー構成に関する抵抗式で使
われる。得られた抵抗値は較正誤差について修正され、
抵抗−温度値のテーブルあるいは多項式を用いて温度に
変換され、さらに入力センサーに関する特定の温度係数
を用いて線形化される。そして、最終的な温度値がセー
ブされる。マルチセンサー構成が使われる場合には、そ
れぞれの線形化温度値を組み合わせて差動式の温度測定
を行える。
【0042】図6(a)に示した2線式の単一センサー
構成において、抵抗式は、 (6) R1 =[(VX−VC)/VC−VD]RREF で表され、値VX は、式中、他の変数よりも頻繁に変化
するため、最もアクティブな変数である。これは、回路
を流れる電流Iが実質上一定であり、VC とVDはほと
んど変化しないからである。R1 は温度と共に変化する
ので、VX も温度と共に変化する。従って、最もアクテ
ィブな変数VX に対応する入力端子Xは通常、他の変数
よりも頻繁にマイクロコントローラによって読まれる。
構成において、抵抗式は、 (6) R1 =[(VX−VC)/VC−VD]RREF で表され、値VX は、式中、他の変数よりも頻繁に変化
するため、最もアクティブな変数である。これは、回路
を流れる電流Iが実質上一定であり、VC とVDはほと
んど変化しないからである。R1 は温度と共に変化する
ので、VX も温度と共に変化する。従って、最もアクテ
ィブな変数VX に対応する入力端子Xは通常、他の変数
よりも頻繁にマイクロコントローラによって読まれる。
【0043】次に図6(b)を参照すると、図6(a)
の入力構成を用いた場合における、図5の回路の動作を
表す波形タイミング図が示してある。このタイミング図
は、マルチプレクサ72のアドレスポートa0 とa1 に
それぞれ接続された2本のアドレス線OPTO1 とOP
TO2 を示している。つまり、OPTO1 とOPTO2
が4つの入力端子X、A、B及びCの多重化を制御す
る。Qで示した第3の波形は、マルチプレクサ76のア
ドレスポートaX に接続されたフリップフロップ80の
出力Qにおける電圧レベルを表す。このため波形Qは、
テストモードにおいて抵抗102を回路内に接続して組
み入れるスイッチ用の制御信号を表す。aY で示した4
番目の波形は、マルチプレクサ74のアドレスポートa
Y に現れる、OPTO1 、OPTO2 及びフリップフロ
ップ80の反転Q出力の論理ORを表す。つまりこのア
ドレスポートaY は、5番目の入力端子Dを多重化する
ための第3のアドレス線を有効に表している。さらに、
図6(b)の一番下の表示Z3 はマルチプレクサ74の
出力ポートを表している。Z3 の波形が、特定の時間間
隔中に、どの入力端子が図5の多重化回路70によって
個々に選択されているかを示す。尚2線式RTDセンサ
ーの構成を用いている場合、テストモード自体は存在し
ない。入力端子Xへの接続線25Xが断線していると、
入力端子Xにおける電圧はほぼV−になり、マイクロコ
ントローラが読み取るV−F変換器32の周波数出力は
オーバレンジの値となる。同じく、入力端子Cへの接続
線25Cが断線していると、入力端子Cにおける電圧は
ほぼV+になり、V−F変換器32の周波数出力はゼロ
あるいはアンダーレンジ(域下超過)となる。
の入力構成を用いた場合における、図5の回路の動作を
表す波形タイミング図が示してある。このタイミング図
は、マルチプレクサ72のアドレスポートa0 とa1 に
それぞれ接続された2本のアドレス線OPTO1 とOP
TO2 を示している。つまり、OPTO1 とOPTO2
が4つの入力端子X、A、B及びCの多重化を制御す
る。Qで示した第3の波形は、マルチプレクサ76のア
ドレスポートaX に接続されたフリップフロップ80の
出力Qにおける電圧レベルを表す。このため波形Qは、
テストモードにおいて抵抗102を回路内に接続して組
み入れるスイッチ用の制御信号を表す。aY で示した4
番目の波形は、マルチプレクサ74のアドレスポートa
Y に現れる、OPTO1 、OPTO2 及びフリップフロ
ップ80の反転Q出力の論理ORを表す。つまりこのア
ドレスポートaY は、5番目の入力端子Dを多重化する
ための第3のアドレス線を有効に表している。さらに、
図6(b)の一番下の表示Z3 はマルチプレクサ74の
出力ポートを表している。Z3 の波形が、特定の時間間
隔中に、どの入力端子が図5の多重化回路70によって
個々に選択されているかを示す。尚2線式RTDセンサ
ーの構成を用いている場合、テストモード自体は存在し
ない。入力端子Xへの接続線25Xが断線していると、
入力端子Xにおける電圧はほぼV−になり、マイクロコ
ントローラが読み取るV−F変換器32の周波数出力は
オーバレンジの値となる。同じく、入力端子Cへの接続
線25Cが断線していると、入力端子Cにおける電圧は
ほぼV+になり、V−F変換器32の周波数出力はゼロ
あるいはアンダーレンジ(域下超過)となる。
【0044】図6(b)中時間t1 に、マイクロコント
ローラが指示してアドレス線OPTO1 を高にする。O
PTO1 はフリップフロップ80のクロック線として接
続され、またこのときOPTO2 は低であるから、フリ
ップフロップはクリアされ、Q出力は低のままである。
その後アドレス線OPTO1 は約150マイクロ秒(μ
s)の間高のままで、時間t2 に低になる。マイクロコ
ントローラは時間間隔t1 −t2 の間どのパラメータも
測定せず、従ってZ3 出力については何にも示してな
い。
ローラが指示してアドレス線OPTO1 を高にする。O
PTO1 はフリップフロップ80のクロック線として接
続され、またこのときOPTO2 は低であるから、フリ
ップフロップはクリアされ、Q出力は低のままである。
その後アドレス線OPTO1 は約150マイクロ秒(μ
s)の間高のままで、時間t2 に低になる。マイクロコ
ントローラは時間間隔t1 −t2 の間どのパラメータも
測定せず、従ってZ3 出力については何にも示してな
い。
【0045】時間間隔t2 −t3 中は、バイナリ値‘0
0’のアドレスがマルチプレクサ72に与えられ、デー
タポートd0 が選択される。従って、アースに対する入
力端子Xからの電圧値がマルチプレクサの出力Z1 に現
れる。フリップフロップの出力Qは低であるから、マル
チプレクサ76のデータポートd0 が選択され、抵抗1
02は回路から外される。さらに、この時間間隔中アド
レスポートaY は高であるから、マルチプレクサ74の
データポートd1 が選択されV−F変換器32への出力
Z3 として選択される。従って、図6(b)の一番下に
見られるように、出力Z3 は時間間隔t2 −t3 中の端
子Xの値を表す。好ましい実施例において、入力端子X
を読み取るのに使われるこの時間間隔t2 −t3 は約3
00msである。
0’のアドレスがマルチプレクサ72に与えられ、デー
タポートd0 が選択される。従って、アースに対する入
力端子Xからの電圧値がマルチプレクサの出力Z1 に現
れる。フリップフロップの出力Qは低であるから、マル
チプレクサ76のデータポートd0 が選択され、抵抗1
02は回路から外される。さらに、この時間間隔中アド
レスポートaY は高であるから、マルチプレクサ74の
データポートd1 が選択されV−F変換器32への出力
Z3 として選択される。従って、図6(b)の一番下に
見られるように、出力Z3 は時間間隔t2 −t3 中の端
子Xの値を表す。好ましい実施例において、入力端子X
を読み取るのに使われるこの時間間隔t2 −t3 は約3
00msである。
【0046】時間t3 にOPTO1 が高になり、それか
ら150μs後の時間t4 にOPTO2 が高になり、バ
イナリ値‘11’がマルチプレクサ72に与えられる。
アドレス線OPTO1 をOPTO2 より前に高とするの
は、フリップフロップのQ出力が確実に低となるように
するためである。時間間隔t4 −t5 中は、アースに対
する入力端子Cでの電圧が出力Z3 に現れる。入力端子
Cは、同じく約300msの間マイクロコントローラに
よって読み取られる。
ら150μs後の時間t4 にOPTO2 が高になり、バ
イナリ値‘11’がマルチプレクサ72に与えられる。
アドレス線OPTO1 をOPTO2 より前に高とするの
は、フリップフロップのQ出力が確実に低となるように
するためである。時間間隔t4 −t5 中は、アースに対
する入力端子Cでの電圧が出力Z3 に現れる。入力端子
Cは、同じく約300msの間マイクロコントローラに
よって読み取られる。
【0047】時間t5 に、OPTO1 とOPTO2 両方
が低になり、入力端子Xが再びマイクロコントローラに
よって読み取られる。前述したように、端子Xは最もア
クティブな変数を表しており、従ってこの値は測定サイ
クル中2回更新される。
が低になり、入力端子Xが再びマイクロコントローラに
よって読み取られる。前述したように、端子Xは最もア
クティブな変数を表しており、従ってこの値は測定サイ
クル中2回更新される。
【0048】時間t6 にOPTO2 が高になり、そして
時間t7 におけるOPTO1 の立ち上がりエッジで、フ
リップフロップのQ出力が高になる。ここでもフリップ
フロップを確実にセットするのに必要な時間間隔、すな
わち時間間隔t6 −t7 はほぼ150μsである。Q出
力が高にラッチされた状態で、アドレス線OPTO1が
時間t8 に低になるため、アドレス線aY も低になる。
従って時間間隔t8 −t1 中は、入力端子Dが回路の出
力Z3 として読み取られる。時間t1 にOPTO1 が再
び高にセットされ、OPTO2 が低のためフリップフロ
ップはクロック入力される。従って、Q出力は低にリセ
ットされ、アドレス線aY が高にリセットされて、次の
測定サイクルが始まる。
時間t7 におけるOPTO1 の立ち上がりエッジで、フ
リップフロップのQ出力が高になる。ここでもフリップ
フロップを確実にセットするのに必要な時間間隔、すな
わち時間間隔t6 −t7 はほぼ150μsである。Q出
力が高にラッチされた状態で、アドレス線OPTO1が
時間t8 に低になるため、アドレス線aY も低になる。
従って時間間隔t8 −t1 中は、入力端子Dが回路の出
力Z3 として読み取られる。時間t1 にOPTO1 が再
び高にセットされ、OPTO2 が低のためフリップフロ
ップはクロック入力される。従って、Q出力は低にリセ
ットされ、アドレス線aY が高にリセットされて、次の
測定サイクルが始まる。
【0049】図7(a)は、4線式RTDセンサーを用
いた場合における、図5のマルチプレクサの入力構成を
示す概略図である。図7(a)の4線式RTDセンサー
の構成は図6(a)の2線式構成と比べ、第3の接続線
25Aと第4の接続線25Bが、マルチプレクサ72に
接続された電圧検知線として使われている点が異なる。
この4線式のRTD構成を用いた場合、RTDの抵抗は
次式を用いて計算される。
いた場合における、図5のマルチプレクサの入力構成を
示す概略図である。図7(a)の4線式RTDセンサー
の構成は図6(a)の2線式構成と比べ、第3の接続線
25Aと第4の接続線25Bが、マルチプレクサ72に
接続された電圧検知線として使われている点が異なる。
この4線式のRTD構成を用いた場合、RTDの抵抗は
次式を用いて計算される。
【0050】 (7) R1 =[(VA−VB)/(VC−VD)]RREF この構成では、VB 、VC 及びVD が変化するとしても
非常にゆっくりである一方、VA はセンサーの抵抗と共
に直接変化するため、RTD測定においてVA が最もア
クティブな変数である。尚、VX もVA と同程度アクテ
ィブであるが、これは抵抗式で使われていない。従って
好ましい実施例では、入力端子Aが毎秒ほぼ3回更新さ
れ、また断線について入力端子AとBがほぼ2秒毎にそ
れぞれチェックされる。
非常にゆっくりである一方、VA はセンサーの抵抗と共
に直接変化するため、RTD測定においてVA が最もア
クティブな変数である。尚、VX もVA と同程度アクテ
ィブであるが、これは抵抗式で使われていない。従って
好ましい実施例では、入力端子Aが毎秒ほぼ3回更新さ
れ、また断線について入力端子AとBがほぼ2秒毎にそ
れぞれチェックされる。
【0051】尚、テストモードでは、断線について入力
端子AとBだけをマイクロコントローラによってチェッ
クすればよい。なぜなら、他の接続線の断線は通常の測
定モードで検出されるからである。すなわち、端子Xが
断線して開状態にあると、端子Xの電圧VX がほぼV−
になる一方、VA 、VB 及びVC はすべてV+に等しく
なる。従って、マイクロコントローラはXについてオー
バレンジの周波数値を読み取り、他方A、B及びCにつ
いてはゼロの周波数値を読み取る。この状態が、端子X
の開状態を示す。同じく、端子Cが断線して開状態にあ
ると、VX 、VA 及びVB がすべてほぼV−になってオ
ーバレンジの周波数値を生じる一方、VC はV+にな
り、そのためゼロヘルツになる。テストモードにおい
て、端子Aへの電圧検知線25Aが断線して開状態にあ
ると、VA は高インピーダンスで未知の電圧値になり、
A+すなわち端子AのインピーダンスとV+に接続され
た既知インピーダンスとの並列の組合せにかかる電圧が
V+に等しくなる。端子Aが開状態になければ、端子A
における低インピーダンスが上記並列の組合せを範囲内
つまり低にする。端子Bが断線して開状態にある場合に
も、B+について同じ結果が生じる。言い換えれば、端
子AまたはBに至る断線はA+あるいはB+についての
ゼロ周波数に相当する。
端子AとBだけをマイクロコントローラによってチェッ
クすればよい。なぜなら、他の接続線の断線は通常の測
定モードで検出されるからである。すなわち、端子Xが
断線して開状態にあると、端子Xの電圧VX がほぼV−
になる一方、VA 、VB 及びVC はすべてV+に等しく
なる。従って、マイクロコントローラはXについてオー
バレンジの周波数値を読み取り、他方A、B及びCにつ
いてはゼロの周波数値を読み取る。この状態が、端子X
の開状態を示す。同じく、端子Cが断線して開状態にあ
ると、VX 、VA 及びVB がすべてほぼV−になってオ
ーバレンジの周波数値を生じる一方、VC はV+にな
り、そのためゼロヘルツになる。テストモードにおい
て、端子Aへの電圧検知線25Aが断線して開状態にあ
ると、VA は高インピーダンスで未知の電圧値になり、
A+すなわち端子AのインピーダンスとV+に接続され
た既知インピーダンスとの並列の組合せにかかる電圧が
V+に等しくなる。端子Aが開状態になければ、端子A
における低インピーダンスが上記並列の組合せを範囲内
つまり低にする。端子Bが断線して開状態にある場合に
も、B+について同じ結果が生じる。言い換えれば、端
子AまたはBに至る断線はA+あるいはB+についての
ゼロ周波数に相当する。
【0052】図7(b)は、図7(a)の4線式RTD
センサー構成におけるタイミング波形を示す。尚、テス
ト及び測定両モードの機能をより効率的に実施するた
め、テストモードの一部分が測定モードの一部分とイン
ターリーブされている。
センサー構成におけるタイミング波形を示す。尚、テス
ト及び測定両モードの機能をより効率的に実施するた
め、テストモードの一部分が測定モードの一部分とイン
ターリーブされている。
【0053】時間t1 に、OPTO2 が低のときOPT
O1 が立ち上がり、Q出力が低で、アドレスポートaY
が高のままであることを保証する。時間間隔t1 −t2
中、バイナリ値‘01’がマルチプレクサ72に与えら
れ、データポートd1 が出力ポートZ1 に接続されて、
入力端子Aの電圧を読み取る。Q出力は低であるから、
多重化回路70は測定モードのままで、抵抗102が回
路から外される。時間間隔t2 −t3 中は、バイナリ値
‘10’がマルチプレクサ72に与えられ、入力端子B
が読み取られる。これらの時間間隔は各々は約300m
sである。
O1 が立ち上がり、Q出力が低で、アドレスポートaY
が高のままであることを保証する。時間間隔t1 −t2
中、バイナリ値‘01’がマルチプレクサ72に与えら
れ、データポートd1 が出力ポートZ1 に接続されて、
入力端子Aの電圧を読み取る。Q出力は低であるから、
多重化回路70は測定モードのままで、抵抗102が回
路から外される。時間間隔t2 −t3 中は、バイナリ値
‘10’がマルチプレクサ72に与えられ、入力端子B
が読み取られる。これらの時間間隔は各々は約300m
sである。
【0054】時間t3 にOPTO2 が低になり、時間t
4 におけるOPTO1 の立ち上がりエッジがQ出力を高
にセットしないことを保証する。時間間隔t3 −t4 は
約4msで、OPTO2 のゆっくりした立ち下がり時
間、すなわちOPTO2 の立ち下がりがOPTO1 の立
ち上がり時間より遅くなって、回路がテストモードに入
ってしまうのを防ぐ。その結果、最もアクティブな変数
を表す入力端子Aが、時間間隔t4 −t5 に相当する約
300msの間再び読み取られる。次いで、時間間隔t
5 −t6 中は入力端子Cが読み取られ、時間間隔t6 −
t7 中は入力端子Aが再び読み取られる。
4 におけるOPTO1 の立ち上がりエッジがQ出力を高
にセットしないことを保証する。時間間隔t3 −t4 は
約4msで、OPTO2 のゆっくりした立ち下がり時
間、すなわちOPTO2 の立ち下がりがOPTO1 の立
ち上がり時間より遅くなって、回路がテストモードに入
ってしまうのを防ぐ。その結果、最もアクティブな変数
を表す入力端子Aが、時間間隔t4 −t5 に相当する約
300msの間再び読み取られる。次いで、時間間隔t
5 −t6 中は入力端子Cが読み取られ、時間間隔t6 −
t7 中は入力端子Aが再び読み取られる。
【0055】時間t7 にOPTO2 が高になり、そして
時間t8 におけるOPTO1 の立ち上がりエッジで、Q
出力を高にラッチする。好ましい実施例において、時間
間隔t7 −t8 の長さは約4msで、これはOPTO1
のゆっくりした立ち下がり時間が回路の動作に悪影響を
及ぼすのを防ぐのに充分な時間である。時間間隔t9−
t10中もQ出力は高であるが、アドレス線aY は低であ
り、測定モード中入力端子Dが読み取られる。時間間隔
t10−t11中は、入力端子Aの値が再び更新される。時
間t11にOPTO2 が高になり、それから150μs
後、時間t12におけるOPTO1 の立ち上がりエッジで
Q出力が高になる。
時間t8 におけるOPTO1 の立ち上がりエッジで、Q
出力を高にラッチする。好ましい実施例において、時間
間隔t7 −t8 の長さは約4msで、これはOPTO1
のゆっくりした立ち下がり時間が回路の動作に悪影響を
及ぼすのを防ぐのに充分な時間である。時間間隔t9−
t10中もQ出力は高であるが、アドレス線aY は低であ
り、測定モード中入力端子Dが読み取られる。時間間隔
t10−t11中は、入力端子Aの値が再び更新される。時
間t11にOPTO2 が高になり、それから150μs
後、時間t12におけるOPTO1 の立ち上がりエッジで
Q出力が高になる。
【0056】時間t13にOPTO2 が低になり、テスト
モードに入って、入力端子Aにおける断線を検出する。
波形から明らかなように、バイナリ値‘01’がマルチ
プレクサ72に与えられ、データポートd1 が出力ポー
トZ1 に接続される。Q出力は高であるから、マルチプ
レクサ76のデータポートd1 がその出力Z2 に接続さ
れ、抵抗102の下端がV+に接続される。従って、端
子Aプラス既知インピーダンスが出力ポートZ3 におけ
る値として読み取られる、すなわちZ3 =A+となる。
モードに入って、入力端子Aにおける断線を検出する。
波形から明らかなように、バイナリ値‘01’がマルチ
プレクサ72に与えられ、データポートd1 が出力ポー
トZ1 に接続される。Q出力は高であるから、マルチプ
レクサ76のデータポートd1 がその出力Z2 に接続さ
れ、抵抗102の下端がV+に接続される。従って、端
子Aプラス既知インピーダンスが出力ポートZ3 におけ
る値として読み取られる、すなわちZ3 =A+となる。
【0057】4msの時間間隔t14 −t15 の最後で、
Q出力がリセットされ、次の時間間隔t15 −t16 中測
定モードにおいて入力端子Aが再び測定可能となる。そ
して時間間隔t16 −t18 の間に、Q出力が再び高にセ
ットされ、入力端子Bが選択されるため、時間間隔t18
−t19 中テストモードにおいてB+の値が測定可能と
なる。最後に、時間t19にOPTO2 が低になり、Q出
力が時間t1 にリセットされ、測定サイクルが再スター
トされる。
Q出力がリセットされ、次の時間間隔t15 −t16 中測
定モードにおいて入力端子Aが再び測定可能となる。そ
して時間間隔t16 −t18 の間に、Q出力が再び高にセ
ットされ、入力端子Bが選択されるため、時間間隔t18
−t19 中テストモードにおいてB+の値が測定可能と
なる。最後に、時間t19にOPTO2 が低になり、Q出
力が時間t1 にリセットされ、測定サイクルが再スター
トされる。
【0058】図8(a)は、3線式RTDセンサーの構
成を用いた場合における、図5のマルチプレクサの入力
構成を示す概略図である。図から明らかなように、この
実施例では1本の電圧検知線25Aだけが使われる。従
って、RTDの抵抗計算式は次のようになる。
成を用いた場合における、図5のマルチプレクサの入力
構成を示す概略図である。図から明らかなように、この
実施例では1本の電圧検知線25Aだけが使われる。従
って、RTDの抵抗計算式は次のようになる。
【0059】 (8) R1 =[((VA−VC)−(VX−VA))/(VC−VD)]RREF、または (9) R1 =[(2VA−VC−VX)/(VC−VD)]RREF 同じく、CとDは比較的安定しているためAが最もアク
ティブな変数で、XはAと同程度アクティブである。尚
テストモードでは、端子Aだけをチェックすればよい。
端子Xが断線して開状態にあると、変数Xはオーバレン
ジし、AとCがゼロヘルツになる。端子Cが断線して開
状態にあると、XとAはオーバレンジし、Cがゼロヘル
ツになる。
ティブな変数で、XはAと同程度アクティブである。尚
テストモードでは、端子Aだけをチェックすればよい。
端子Xが断線して開状態にあると、変数Xはオーバレン
ジし、AとCがゼロヘルツになる。端子Cが断線して開
状態にあると、XとAはオーバレンジし、Cがゼロヘル
ツになる。
【0060】図8(a)の3線式センサー構成における
タイミング波形が、図8(b)に示してある。3線式R
TD構成における図5の回路の動作は、図8(b)の一
番下にZ3 で示したように、マイクロコントローラに読
み込まれる変数の順序が異なる点を除き、前2つの構成
の場合と同じである。つまり、各測定モードまたはテス
トモードでの入力端子読取期間は同じく約300msで
ある一方、時間間隔t6 −t7 、t10−t11 及びt13
−t1 は約4msである。また、時間間隔t7−t8 と
t11 −t12 は約150μsである。
タイミング波形が、図8(b)に示してある。3線式R
TD構成における図5の回路の動作は、図8(b)の一
番下にZ3 で示したように、マイクロコントローラに読
み込まれる変数の順序が異なる点を除き、前2つの構成
の場合と同じである。つまり、各測定モードまたはテス
トモードでの入力端子読取期間は同じく約300msで
ある一方、時間間隔t6 −t7 、t10−t11 及びt13
−t1 は約4msである。また、時間間隔t7−t8 と
t11 −t12 は約150μsである。
【0061】図9(a)は、リード線長さの補償をせず
に3線式2重RTDセンサー構成を用いた場合におけ
る、図5のマルチプレクサの入力構成を示す概略図であ
る。差動式温度測定のため、2つのRTDがよく使われ
る。しかし、従来のどの2線式送信器システムにおいて
も、真の差動式温度測定は不可能である。これに対し本
発明の好ましい実施例では、各RTDセンサーR1 、R
2 の抵抗値が個々に計算されるため、真の差動式温度測
定が可能となる。つまり、3線式2重RTD入力構成を
用いた場合の抵抗式は次のようになる。
に3線式2重RTDセンサー構成を用いた場合におけ
る、図5のマルチプレクサの入力構成を示す概略図であ
る。差動式温度測定のため、2つのRTDがよく使われ
る。しかし、従来のどの2線式送信器システムにおいて
も、真の差動式温度測定は不可能である。これに対し本
発明の好ましい実施例では、各RTDセンサーR1 、R
2 の抵抗値が個々に計算されるため、真の差動式温度測
定が可能となる。つまり、3線式2重RTD入力構成を
用いた場合の抵抗式は次のようになる。
【0062】 (10) R1 =[(VX−VA)/(VC−VD)]RRE
F、及び (11) R2 =[(VA−VC)/(VC−VD)]RREF 前例と同様、端子Xへの接続線25Xが断線して開状態
にあると、Xの周波数値はオーバレンジし、AとCの周
波数値がゼロヘルツになるため、テストモードでは入力
端子Aだけをチェックすればよい。同じく、端子Cへの
接続線25Cが断線して開状態にあると、XとAの周波
数値はオーバレンジし、Cがゼロヘルツになる。
F、及び (11) R2 =[(VA−VC)/(VC−VD)]RREF 前例と同様、端子Xへの接続線25Xが断線して開状態
にあると、Xの周波数値はオーバレンジし、AとCの周
波数値がゼロヘルツになるため、テストモードでは入力
端子Aだけをチェックすればよい。同じく、端子Cへの
接続線25Cが断線して開状態にあると、XとAの周波
数値はオーバレンジし、Cがゼロヘルツになる。
【0063】図9(b)は、図9(a)の入力構成にお
けるタイミング波形を示す。これらの波形から明らかな
ように、まず測定モードにおいて端子A、C、X、A及
びXがこの順序で測定され、その後テストモードの時間
間隔t8 −t9 中に端子Aプラス既知抵抗102が測定
される。最後に、測定モードの時間間隔t9 −t1 中に
端子Dが測定される。
けるタイミング波形を示す。これらの波形から明らかな
ように、まず測定モードにおいて端子A、C、X、A及
びXがこの順序で測定され、その後テストモードの時間
間隔t8 −t9 中に端子Aプラス既知抵抗102が測定
される。最後に、測定モードの時間間隔t9 −t1 中に
端子Dが測定される。
【0064】図10(a)は、リード線長さの補償を行
って5線式2重RTDセンサー構成を用いた場合におけ
る、図5のマルチプレクサの入力構成を示す概略図であ
る。この5線式2重RTD入力構成は、接続線25Bを
用いて、他のリード線長さを補償している。但し、抵抗
式はやや複雑になる。
って5線式2重RTDセンサー構成を用いた場合におけ
る、図5のマルチプレクサの入力構成を示す概略図であ
る。この5線式2重RTD入力構成は、接続線25Bを
用いて、他のリード線長さを補償している。但し、抵抗
式はやや複雑になる。
【0065】 (12) R1=[((VX−VA)−2(VB−VC))/(VC−VD)]RREF、及び (13) R2=[(VA−VB)−(VB−VC)/(VC−VD)]RREF 端子XとAが、最もアクティブな変数を表す。両端子A
とBがテストモードでチェックされる。端子Xへの接続
線25Xが断線して開状態にあるか、あるいは端子Aへ
の接続線25A1が断線して開状態にあり、R1 が開状
態にあると、マイクロコントローラはXについてオーバ
レンジの周波数値を受け取り、A、B及びCについてゼ
ロの周波数値を受け取る。端子Aへの接続線25A2が
断線して開状態にあるか、あるいはR2 が開状態にある
と、マイクロコントローラは測定モードにおいて端子A
とXを読んだときオーバレンジの周波数値を受け取り、
端子BとCについてゼロの周波数値を受け取る。端子B
への接続線25Bが断線して開状態にあると、テストモ
ードでB+についてゼロの周波数値が受け取られる。さ
らに接続線25Cが断線して開状態にあると、測定モー
ドにおいてX、A及びBがオーバレンジの周波数値にな
り、Cがゼロの周波数値になる。
とBがテストモードでチェックされる。端子Xへの接続
線25Xが断線して開状態にあるか、あるいは端子Aへ
の接続線25A1が断線して開状態にあり、R1 が開状
態にあると、マイクロコントローラはXについてオーバ
レンジの周波数値を受け取り、A、B及びCについてゼ
ロの周波数値を受け取る。端子Aへの接続線25A2が
断線して開状態にあるか、あるいはR2 が開状態にある
と、マイクロコントローラは測定モードにおいて端子A
とXを読んだときオーバレンジの周波数値を受け取り、
端子BとCについてゼロの周波数値を受け取る。端子B
への接続線25Bが断線して開状態にあると、テストモ
ードでB+についてゼロの周波数値が受け取られる。さ
らに接続線25Cが断線して開状態にあると、測定モー
ドにおいてX、A及びBがオーバレンジの周波数値にな
り、Cがゼロの周波数値になる。
【0066】図10(b)に示したタイミング波形から
明らかなように、図10(a)の5線式二重センサー構
成は時間間隔t11 −t12 及びt12 −t13 中だけ、テ
ストモードを用いる。他の時間間隔中は、端子A、B、
C、D及びXが図示のように測定される。
明らかなように、図10(a)の5線式二重センサー構
成は時間間隔t11 −t12 及びt12 −t13 中だけ、テ
ストモードを用いる。他の時間間隔中は、端子A、B、
C、D及びXが図示のように測定される。
【0067】図11(a)は、3RTD入力構成を用い
た場合における、図5のマルチプレクサの入力構成を示
す概略図である。リード線長さの補償は行われてない。
抵抗式は次の通りになる。
た場合における、図5のマルチプレクサの入力構成を示
す概略図である。リード線長さの補償は行われてない。
抵抗式は次の通りになる。
【0068】 (14) R1=[(VX−VA)/(VC−VD)]RRE
F; (15) R2=[(VA−VB)/(VC−VD)]RRE
F;及び (16) R3=[(VB−VC)/(VC−VD)]RREF 端子X、A及びBが最もアクティブな変数を表す。接続
線25Xが断線して開状態にあると、Xについての周波
数値はオーバレンジし、A、B及びCの周波数値はゼロ
になる。接続線25Aが断線して開状態にあると、テス
トモードでA+がゼロになる。同じく、接続線25Bに
ついては、テストモードでB+がゼロになる。接続線2
5Cが断線して開状態にあると、測定モードにおいて
X、A及びBはオーバレンジし、Cがゼロになる。
F; (15) R2=[(VA−VB)/(VC−VD)]RRE
F;及び (16) R3=[(VB−VC)/(VC−VD)]RREF 端子X、A及びBが最もアクティブな変数を表す。接続
線25Xが断線して開状態にあると、Xについての周波
数値はオーバレンジし、A、B及びCの周波数値はゼロ
になる。接続線25Aが断線して開状態にあると、テス
トモードでA+がゼロになる。同じく、接続線25Bに
ついては、テストモードでB+がゼロになる。接続線2
5Cが断線して開状態にあると、測定モードにおいて
X、A及びBはオーバレンジし、Cがゼロになる。
【0069】前例と同じく、図11(b)は上記した3
RTD入力構成における対応したタイミング波形を示
す。測定モードにおいて、変数A、C、B、X、A、X
及びBがこの順番で読み取られ、その後テストモードで
A+とB+が測定される。最後に変数Dが、測定モード
で測定される。尚、図11(a)の多重化方式は、3つ
の異なる温度センサーの値を独立に測定し、マイクロコ
ントローラで3つの温度センサーの平均を計算する能力
を具備している。但し、リード線長さの補償は行われて
いない。
RTD入力構成における対応したタイミング波形を示
す。測定モードにおいて、変数A、C、B、X、A、X
及びBがこの順番で読み取られ、その後テストモードで
A+とB+が測定される。最後に変数Dが、測定モード
で測定される。尚、図11(a)の多重化方式は、3つ
の異なる温度センサーの値を独立に測定し、マイクロコ
ントローラで3つの温度センサーの平均を計算する能力
を具備している。但し、リード線長さの補償は行われて
いない。
【0070】図12は、本発明の好ましい実施例の実施
に基づき、図5の多重化回路70を用いた場合におけ
る、図1のマイクロコントローラによって行われる動作
の特定シーケンスを示すフローチャートである。スター
トステップS10から始まり、マイクロコントローラ2
2はステップS12で、ハードウェアリセットあるいは
電源投入リセットによって初期設定される。この初期設
定ステップは、診断テストとハードウェア及びソフトウ
ェア設定、例えばメモリのクリア、変数の初期設定など
を含む。ステップS14で、割込が初期設定される。以
下明かとなるように、マイクロコントローラは割込駆動
式のプログラミングルーチンを用いており、ステップS
15−S28からなる主測定サイクルが、割込の発生に
よって一時的に停止される。尚、割込は主測定サイクル
中の任意の時点で発生可能である。
に基づき、図5の多重化回路70を用いた場合におけ
る、図1のマイクロコントローラによって行われる動作
の特定シーケンスを示すフローチャートである。スター
トステップS10から始まり、マイクロコントローラ2
2はステップS12で、ハードウェアリセットあるいは
電源投入リセットによって初期設定される。この初期設
定ステップは、診断テストとハードウェア及びソフトウ
ェア設定、例えばメモリのクリア、変数の初期設定など
を含む。ステップS14で、割込が初期設定される。以
下明かとなるように、マイクロコントローラは割込駆動
式のプログラミングルーチンを用いており、ステップS
15−S28からなる主測定サイクルが、割込の発生に
よって一時的に停止される。尚、割込は主測定サイクル
中の任意の時点で発生可能である。
【0071】ここで図13を参照すると、マイクロコン
トローラによって行われる各種の割込動作が示してあ
る。入力取得割込ステップI10で、入力端子A、B、
C、D、X、A+またはB+についての入力周波数が取
得される。前述したように、これらの入力端子における
測定電圧レベルはMUX回路28によって多重化され、
電圧−周波数変換器32に与えられて、電圧レベルがデ
ジタルパルスに変換されている。これらの周波数パルス
がオプトアイソレータ34を介してマイクロコントロー
ラ22に与えられ、そこで各パルス毎に割込が発生す
る。入力取得割込ルーチンI10は、サイクル毎にカウ
ントされたパルス数をインクレメント(すなわち「カウ
ント」)し、サイクルの最初のパルスのシステムクロッ
ク時間(「旧クロック」をセーブし、300msの測定
サイクルの最後で新しいサイクルがスタートするまで最
新のパルス時間符号(「新クロック」)を更新する。タ
イミングモジュールが累算クロックとカウントを、測定
入力値[A、B、X、A+、B+]としてセーブする。
端子CとDの場合、この値はCまたはDの入力変数の測
定値に関する一組8個の読取値の最新値である。
トローラによって行われる各種の割込動作が示してあ
る。入力取得割込ステップI10で、入力端子A、B、
C、D、X、A+またはB+についての入力周波数が取
得される。前述したように、これらの入力端子における
測定電圧レベルはMUX回路28によって多重化され、
電圧−周波数変換器32に与えられて、電圧レベルがデ
ジタルパルスに変換されている。これらの周波数パルス
がオプトアイソレータ34を介してマイクロコントロー
ラ22に与えられ、そこで各パルス毎に割込が発生す
る。入力取得割込ルーチンI10は、サイクル毎にカウ
ントされたパルス数をインクレメント(すなわち「カウ
ント」)し、サイクルの最初のパルスのシステムクロッ
ク時間(「旧クロック」をセーブし、300msの測定
サイクルの最後で新しいサイクルがスタートするまで最
新のパルス時間符号(「新クロック」)を更新する。タ
イミングモジュールが累算クロックとカウントを、測定
入力値[A、B、X、A+、B+]としてセーブする。
端子CとDの場合、この値はCまたはDの入力変数の測
定値に関する一組8個の読取値の最新値である。
【0072】ここで図12のステップS16に戻ると、
RTDの抵抗が、入力取得割込ルーチンI10からの情
報を用いて演算される。各入力端子に関するクロック及
びカウント情報が300msの測定継続中に選ばれるこ
とによって、シーケンス中の次の入力端子が測定され
る。300msの取得時間後、旧及び新両クロック値が
差し引きされ、それらの累算カウントまたはパルスの数
と一緒にセーブされる。次いで取得変数がリセットさ
れ、ハードウェアが切り換えられて次の入力端子を測定
する。その後、取得されたクロック及びカウントの制限
チェックが行われる。これらの値が850ヘルツより大
きいかあるいは10ヘルツより小さい周波数に対応して
いると、故障指示がディスプレイ36を介してユーザに
与えられる。そうでない場合は、A、B及びXについて
の入力がオームにスケール調整される。入力端子Cまた
はDについては8つの最新値が平均化され、入力端子に
おける抵抗を表すデータ点を形成するようにスケール調
整される。次いで、前述した抵抗式を用いてデータ点が
組み合わされる。そして各RTDセンサーに関する原抵
抗値が、RAM内に記憶される。
RTDの抵抗が、入力取得割込ルーチンI10からの情
報を用いて演算される。各入力端子に関するクロック及
びカウント情報が300msの測定継続中に選ばれるこ
とによって、シーケンス中の次の入力端子が測定され
る。300msの取得時間後、旧及び新両クロック値が
差し引きされ、それらの累算カウントまたはパルスの数
と一緒にセーブされる。次いで取得変数がリセットさ
れ、ハードウェアが切り換えられて次の入力端子を測定
する。その後、取得されたクロック及びカウントの制限
チェックが行われる。これらの値が850ヘルツより大
きいかあるいは10ヘルツより小さい周波数に対応して
いると、故障指示がディスプレイ36を介してユーザに
与えられる。そうでない場合は、A、B及びXについて
の入力がオームにスケール調整される。入力端子Cまた
はDについては8つの最新値が平均化され、入力端子に
おける抵抗を表すデータ点を形成するようにスケール調
整される。次いで、前述した抵抗式を用いてデータ点が
組み合わされる。そして各RTDセンサーに関する原抵
抗値が、RAM内に記憶される。
【0073】ステップS18では、線形化誤差テーブル
からの各係数をR1 、R2 及び/又はV3 の原抵抗値へ
適用することによって、原抵抗値が線形化される。線形
化誤差テーブルは、各RTD両端間での測定電圧を関数
として抵抗対温度曲線を線形化するための、経験的に求
められた係数からなる。線形化テーブルは、当該分野に
おいて周知である。また、一部の種類の状態センサーで
は、線形化が必要ないこともある。
からの各係数をR1 、R2 及び/又はV3 の原抵抗値へ
適用することによって、原抵抗値が線形化される。線形
化誤差テーブルは、各RTD両端間での測定電圧を関数
として抵抗対温度曲線を線形化するための、経験的に求
められた係数からなる。線形化テーブルは、当該分野に
おいて周知である。また、一部の種類の状態センサーで
は、線形化が必要ないこともある。
【0074】入力センサーの構成に応じ、線形化された
各RTD値が組み合わされ、その組合せ結果として記憶
されることもある。同様に、線形化された各抵抗値が差
し引きされ、2つのRTD間の差が記憶されることもあ
り、もしくは2つまたは3つのセンサーの平均が計算さ
れることもある。従来技術では、各抵抗の温度計数を線
形と仮定して、RTD間の差抵抗が計算されていた。し
かしこの仮定は、特に広範囲の温度が測定される場合正
しくない。そこで本発明では、各RTD毎にソフトウェ
アで独立に線形化を可能としている。尚、図9(a)、
10(a)及び11(a)に示したマルチRTDのセン
サー構成では、他のRTDと比べて差あるいは平均の温
度測定値を求める前に、個々のRTDが各々独立に線形
化可能となっている。
各RTD値が組み合わされ、その組合せ結果として記憶
されることもある。同様に、線形化された各抵抗値が差
し引きされ、2つのRTD間の差が記憶されることもあ
り、もしくは2つまたは3つのセンサーの平均が計算さ
れることもある。従来技術では、各抵抗の温度計数を線
形と仮定して、RTD間の差抵抗が計算されていた。し
かしこの仮定は、特に広範囲の温度が測定される場合正
しくない。そこで本発明では、各RTD毎にソフトウェ
アで独立に線形化を可能としている。尚、図9(a)、
10(a)及び11(a)に示したマルチRTDのセン
サー構成では、他のRTDと比べて差あるいは平均の温
度測定値を求める前に、個々のRTDが各々独立に線形
化可能となっている。
【0075】ステップS20で、マイクロコントローラ
は断線、すなわち入力端子における開接続をテストす
る。断線テストでは、X、A、B、C、D、A+及びB
+の測定値に関する最新の結果だけが(必要に応じて)
使われる。前述したように、断線のテスト解析は説明し
た入力センサー構成の各々毎に異なる。マイクロコント
ローラ22によって行われる断線解析の要約を、以下に
示す。
は断線、すなわち入力端子における開接続をテストす
る。断線テストでは、X、A、B、C、D、A+及びB
+の測定値に関する最新の結果だけが(必要に応じて)
使われる。前述したように、断線のテスト解析は説明し
た入力センサー構成の各々毎に異なる。マイクロコント
ローラ22によって行われる断線解析の要約を、以下に
示す。
【0076】 2線式センサーの場合(図6(a)) 状 態: エラー: X=オーバレンジ及びC=ゼロ R1 =開 4線式センサーの場合(図7(a)) 状 態: エラー: A&B&C=ゼロ及びX=オーバレンジ X=開 A+=ゼロ A=開 B+=ゼロ B=開 A&B&X=オーバレンジ及びC=ゼロ C=開 3線式センサーの場合(図8(a)) 状 態: エラー: X=オーバレンジ及びA&C=ゼロ X=開 A+=ゼロ A=開 X&A=オーバレンジ及びC=ゼロ C=開 補償なし2重センサーの場合(図9(a)) 状 態: エラー: A&C=ゼロ及びX=オーバレンジ R1 =開 X&A=オーバレンジ及びC=ゼロ R2 =開 A+=ゼロ A=開 補償あり2重センサーの場合(図10(a)) 状 態: エラー: A&B&C=ゼロ及びX=オーバレンジ R1 =開 X&A=オーバレンジ及びB&C=ゼロ R2 =開 A&B&X=オーバレンジ及びC=ゼロ C=開 A+=ゼロ A=開 B+=ゼロ B=開 3重センサーの場合(図11(a)) 状 態: エラー: A&B&C=ゼロ及びX=オーバレンジ R1 =開 X&A=オーバレンジ及びB&C=ゼロ R2 =開 A&B&X=オーバレンジ及びC=ゼロ R3 =開 A+=ゼロ A=開 B+=ゼロ B=開 図12のステップS22では、マイクロコントローラが
デューティサイクルの情報を処理する、すなわち線形化
されたRTD値をデューティサイクル情報に変換する。
300ms毎に、線形化されたRTD値が、図1に示さ
れた電流変調器17のパルス幅変調用の望ましいデュー
ティサイクルパラメータに変換される。デューティサイ
クルは、オンタイム対オフタイムの百分率で表される。
デューティサイクルは線形化されたRTD値から、以下
の式に基づき較正、レンジ設定及びトリム係数の組合せ
を適用することによって計算される。
デューティサイクルの情報を処理する、すなわち線形化
されたRTD値をデューティサイクル情報に変換する。
300ms毎に、線形化されたRTD値が、図1に示さ
れた電流変調器17のパルス幅変調用の望ましいデュー
ティサイクルパラメータに変換される。デューティサイ
クルは、オンタイム対オフタイムの百分率で表される。
デューティサイクルは線形化されたRTD値から、以下
の式に基づき較正、レンジ設定及びトリム係数の組合せ
を適用することによって計算される。
【0077】 (17) DTON = CT4 + {[(RTDLIN - RZERO)/2]/RSPAN}TONSP 但し、DTONは所望のオンタイム値、CT4は4mA
の電流ループに関する共同のトリム及び較正調整係数、
RTDLINは線形化されたRTD値、RZEROは選
択されたゼロレンジテーブル値、RSPANは選択され
たフル−ゼロレンジテーブル値、及びTONSPはオン
タイムのスパン較正に関する共同のトリム及び較正調整
係数である。得られた所望のオンタイム値DTONが、
最小15%及び最大90%のデューティサイクルにクラ
ンプされる。
の電流ループに関する共同のトリム及び較正調整係数、
RTDLINは線形化されたRTD値、RZEROは選
択されたゼロレンジテーブル値、RSPANは選択され
たフル−ゼロレンジテーブル値、及びTONSPはオン
タイムのスパン較正に関する共同のトリム及び較正調整
係数である。得られた所望のオンタイム値DTONが、
最小15%及び最大90%のデューティサイクルにクラ
ンプされる。
【0078】各16ms毎に、所望のデューティサイク
ルDTONが所定のフィルタ定数を用いてろ波され、サ
イクル毎にオンタイムとオフタイムとの比カウントを生
成する。ハードウェアは、オンタイムとオフタイムのど
ちらかの間設定される。各オンまたはオフサイクルの終
わりに、ハードウェアは割込を発生し、出力を反対の状
態に切り換える。割込時のシステムクロック値がオンタ
イムあるいはオフタイムに加えられ、出力比較レジスタ
に記憶されて次の出力パルスのタイミング設定を行う。
ルDTONが所定のフィルタ定数を用いてろ波され、サ
イクル毎にオンタイムとオフタイムとの比カウントを生
成する。ハードウェアは、オンタイムとオフタイムのど
ちらかの間設定される。各オンまたはオフサイクルの終
わりに、ハードウェアは割込を発生し、出力を反対の状
態に切り換える。割込時のシステムクロック値がオンタ
イムあるいはオフタイムに加えられ、出力比較レジスタ
に記憶されて次の出力パルスのタイミング設定を行う。
【0079】出力比較割込ルーチンが、図13のステッ
プI12に示してある。出力比較割込が発生すると、パ
ルス幅変調(PWM)信号が出力ろ波の後、電流変調器
17に出力される。出力ろ波では、オンタイムからオフ
タイムへの移行時に計算を行う。出力ろ波の計算式は、 (18) TON = DTON + FC*(前の TON-DTON) 但しTONは次のタイムアウト値、FCは出力フィルタ
定数、及びDTONは所望のTONである。次いで、オ
フタイムTOFFが4096−TONとして計算され
る。4−20mA送信器の好ましい実施例は、以下に示
すようなデューティサイクル及びTON値を有する。
プI12に示してある。出力比較割込が発生すると、パ
ルス幅変調(PWM)信号が出力ろ波の後、電流変調器
17に出力される。出力ろ波では、オンタイムからオフ
タイムへの移行時に計算を行う。出力ろ波の計算式は、 (18) TON = DTON + FC*(前の TON-DTON) 但しTONは次のタイムアウト値、FCは出力フィルタ
定数、及びDTONは所望のTONである。次いで、オ
フタイムTOFFが4096−TONとして計算され
る。4−20mA送信器の好ましい実施例は、以下に示
すようなデューティサイクル及びTON値を有する。
【0080】 オン百分率 電 流 TON 100.0% 24.0mA 4096 90.0% 21.6mA 3686 83.3% 20.0mA 3413 16.7% 4.0mA 682 15.0% 3.6mA 614 図12のステップS24で、これらの計算の結果がディ
スプレイ36を介してユーザに表示される。表示は40
0ms毎に、ジャンパー40によって決まるシステム構
成に応じ、現在の(符号付けされている)度CまたはF
単位の温度読取値、あるいはオーム単位の抵抗読取値、
あるいはオーム単位の差抵抗読取値に更新される。線形
化されたRTD値は、表示フィルタ定数を用いて表示ろ
波された後、出力の種類及び構成毎にスケール調整され
ねばならない。例えば、表示温度は次の式に基づいて計
算し得る。
スプレイ36を介してユーザに表示される。表示は40
0ms毎に、ジャンパー40によって決まるシステム構
成に応じ、現在の(符号付けされている)度CまたはF
単位の温度読取値、あるいはオーム単位の抵抗読取値、
あるいはオーム単位の差抵抗読取値に更新される。線形
化されたRTD値は、表示フィルタ定数を用いて表示ろ
波された後、出力の種類及び構成毎にスケール調整され
ねばならない。例えば、表示温度は次の式に基づいて計
算し得る。
【0081】 (19) DSPTMP = [(DSLIN*TPSLP) - TPOFF]/16 但し、DSTMPは表示温度、DSLINは表示ろ波さ
れた線形化RTD抵抗値、TPSLPは温度変換勾配、
TPOFFは温度変換偏差、及び値16は内部における
数学的単位変換用である。もちろん、故障が発生してい
れば、表示更新は行われず、エラーコードまたはメッセ
ージが表示される。
れた線形化RTD抵抗値、TPSLPは温度変換勾配、
TPOFFは温度変換偏差、及び値16は内部における
数学的単位変換用である。もちろん、故障が発生してい
れば、表示更新は行われず、エラーコードまたはメッセ
ージが表示される。
【0082】ステップS26で、ユーザがアクセス可能
なスイッチ38からのスイッチ情報が処理される。好ま
しい実施例では、4つのパネルボタンが200ms毎に
モニターされ、これらの機能は特定のジャンパー構成に
依存している。例えば各スイッチは、瞬時の0アップ、
0ダウン、スパンアップ及びスパンダウン調整として構
成し得る。その他数多くのユーザが調整可能なパラメー
タを含めてもよい。
なスイッチ38からのスイッチ情報が処理される。好ま
しい実施例では、4つのパネルボタンが200ms毎に
モニターされ、これらの機能は特定のジャンパー構成に
依存している。例えば各スイッチは、瞬時の0アップ、
0ダウン、スパンアップ及びスパンダウン調整として構
成し得る。その他数多くのユーザが調整可能なパラメー
タを含めてもよい。
【0083】ステップS28で、ジャンパー40からの
情報を読み取ることによって、システム構成が処理され
る。マイナーのジャンパー設定、例えば度CまたはFや
オームなどは200ms毎にチェックされ、いずれの変
化にも応じてシステムが調整される。メジャーのジャン
パー変化、例えばセンサー構成の種類、スイッチの機能
などは、スイッチが押されたときだけチェックされる。
図13のステップI14に示してあるように、マニュア
ルリセットあるいは電力投入によるリセット割込でマイ
クロコントローラが再初期設定され、全てのジャンパー
が再びチェックされる。
情報を読み取ることによって、システム構成が処理され
る。マイナーのジャンパー設定、例えば度CまたはFや
オームなどは200ms毎にチェックされ、いずれの変
化にも応じてシステムが調整される。メジャーのジャン
パー変化、例えばセンサー構成の種類、スイッチの機能
などは、スイッチが押されたときだけチェックされる。
図13のステップI14に示してあるように、マニュア
ルリセットあるいは電力投入によるリセット割込でマイ
クロコントローラが再初期設定され、全てのジャンパー
が再びチェックされる。
【0084】さらに、図13のステップI16は、工場
テスト割込でマイクロコントローラが外部のパーソナル
コンピュータ(PC)と直接通信することを示してい
る。PCが図1の通信ポート41を介してマイクロコン
トローラ22に接続されると、通信メッセージが文字割
込として受け取られる。マイクロコントローラ22が外
部PCと通信することで、多くの異なる自動化された工
場テスト及び較正動作を行える。
テスト割込でマイクロコントローラが外部のパーソナル
コンピュータ(PC)と直接通信することを示してい
る。PCが図1の通信ポート41を介してマイクロコン
トローラ22に接続されると、通信メッセージが文字割
込として受け取られる。マイクロコントローラ22が外
部PCと通信することで、多くの異なる自動化された工
場テスト及び較正動作を行える。
【0085】以上本発明の特定実施例を図示し説明した
が、さらに他の変形及び改良も当業者にとって可能であ
る。例えば、前記以外の各種多重化及び/又は変換方式
を用いて、同じ入力端子情報をマイクロコントローラを
与えることもできる。また、以上、開示した特定の3及
び4線式RTD構成を、その他さまざまな状態測定の用
途と適合するよう容易に変更することもできる。当業者
によれば、これら以外の変更及び改良も可能である。以
上に開示され特許請求の範囲で請求された基本の原則に
則ったかかる変更はすべて、本発明の範囲内に含まれ
る。
が、さらに他の変形及び改良も当業者にとって可能であ
る。例えば、前記以外の各種多重化及び/又は変換方式
を用いて、同じ入力端子情報をマイクロコントローラを
与えることもできる。また、以上、開示した特定の3及
び4線式RTD構成を、その他さまざまな状態測定の用
途と適合するよう容易に変更することもできる。当業者
によれば、これら以外の変更及び改良も可能である。以
上に開示され特許請求の範囲で請求された基本の原則に
則ったかかる変更はすべて、本発明の範囲内に含まれ
る。
【0086】
【発明の効果】以上述べたように本発明のマルチプレク
サ回路によれば、RTDの不良接続を検出するほか、次
のような利点も得られる。
サ回路によれば、RTDの不良接続を検出するほか、次
のような利点も得られる。
【0087】(1)1つの2線式送信器を用いて多数の
RTDセンサーの独立した測定を可能とする。
RTDセンサーの独立した測定を可能とする。
【0088】(2)1つのRTDの値を別のRTDの値
と独立に測定する能力を与えるので、各素子を別々に線
形化できる。
と独立に測定する能力を与えるので、各素子を別々に線
形化できる。
【0089】(3)送信器におけるアースされていない
標準抵抗を用いることで、より正確な抵抗計算を可能と
する。
標準抵抗を用いることで、より正確な抵抗計算を可能と
する。
【図1】本発明のコンピュータ化遠隔抵抗測定システム
の全体的ブロック図で、4線式のRTD構成が示されて
いる。
の全体的ブロック図で、4線式のRTD構成が示されて
いる。
【図2】図1の多重化回路の簡略化した回路図と、オプ
トアイソレータアドレス線の代表的な波形を示す図。
トアイソレータアドレス線の代表的な波形を示す図。
【図3】図2(a)の多重化回路の別の実施例を示す回
路図と、この回路図の各点における代表的な波形を示す
図。
路図と、この回路図の各点における代表的な波形を示す
図。
【図4】図1の多重化回路の別の簡略化した回路図と、
この回路の代表的なアドレシング波形を示す図。
この回路の代表的なアドレシング波形を示す図。
【図5】図1の多重化回路の好ましい実施例の詳しい回
路図。
路図。
【図6】リード線長さの補償をせずに2線式RTDセン
サーを用いた場合における、図5のマルチプレクサの入
力回路構成を示す概略図と、この回路の動作を表す波形
タイミング図。
サーを用いた場合における、図5のマルチプレクサの入
力回路構成を示す概略図と、この回路の動作を表す波形
タイミング図。
【図7】4線式RTDセンサーを用いた場合における、
図5のマルチプレクサの入力構成を示す概略図と、この
図のタイミング波形を示す図。
図5のマルチプレクサの入力構成を示す概略図と、この
図のタイミング波形を示す図。
【図8】3線式RTDセンサーを用いた場合における、
図5のマルチプレクサの入力構成を示す概略図と、この
構成におけるタイミング波形を示す図。
図5のマルチプレクサの入力構成を示す概略図と、この
構成におけるタイミング波形を示す図。
【図9】リード線長さの補償をせずに3線式2重RTD
センサー構成を用いた場合における、図5のマルチプレ
クサの入力構成を示す概略図と、この入力構成における
タイミング波形を示す図。
センサー構成を用いた場合における、図5のマルチプレ
クサの入力構成を示す概略図と、この入力構成における
タイミング波形を示す図。
【図10】リード線長さの補償を行って5線式2重RT
Dセンサー構成を用いた場合における、図5のマルチプ
レクサの入力構成を示す概略図と、この構成におけるタ
イミング波形を示す図。
Dセンサー構成を用いた場合における、図5のマルチプ
レクサの入力構成を示す概略図と、この構成におけるタ
イミング波形を示す図。
【図11】3RTDセンサー構成を用いた場合におけ
る、図5のマルチプレクサの入力構成を示す概略図と、
この構成におけるタイミング波形を示す図。
る、図5のマルチプレクサの入力構成を示す概略図と、
この構成におけるタイミング波形を示す図。
【図12】本発明の好ましい実施例の実施に基づき、図
1のマイクロコントローラによって行われる動作の特定
シーケンスを示すフローチャート。
1のマイクロコントローラによって行われる動作の特定
シーケンスを示すフローチャート。
【図13】好ましい実施例においてマイクロコントロー
ラによって行われる各種割込動作を示すフローチャー
ト。
ラによって行われる各種割込動作を示すフローチャー
ト。
10 遠隔抵抗測定システム 12 送信器 14 電源ユニット 22 マイクロプロセッサベースのコントローラ(マイ
クロコントローラ) 24 状態センサー(抵抗温度素子;RTD) 25X,25A,25B,25C センサー接続線 26 電流コントローラ 28 マルチプレクサ回路 32 電圧−周波数変換器 36 ディスプレイ 42,54,58,70 多重化回路 44,60,72 マルチプレクサ 46 電流源 48,62 標準抵抗 50 切り換え接続手段(ダイオード) 52,102 既知インピーダンス(抵抗) 56,80 フリップフロップ 74,76 追加のマルチプレクサ
クロコントローラ) 24 状態センサー(抵抗温度素子;RTD) 25X,25A,25B,25C センサー接続線 26 電流コントローラ 28 マルチプレクサ回路 32 電圧−周波数変換器 36 ディスプレイ 42,54,58,70 多重化回路 44,60,72 マルチプレクサ 46 電流源 48,62 標準抵抗 50 切り換え接続手段(ダイオード) 52,102 既知インピーダンス(抵抗) 56,80 フリップフロップ 74,76 追加のマルチプレクサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−277981(JP,A) 特開 昭58−147233(JP,A) 特開 平3−269227(JP,A) 特開 平3−295425(JP,A) 実開 平2−99331(JP,U) 実開 昭61−80430(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/02 G01R 31/08
Claims (1)
- 【請求項1】 少なくとも1つの抵抗温度素子に接続さ
れ、前記抵抗温度素子は送信器に接続された少なくとも
3本のセンサ線を有する遠隔2線式送信器の制御回路で
あって、 前記抵抗温度素子のセンサ線に接続された少なくとも3
つの入力端子と、少なくとも2本のアドレス線と、少な
くとも1つの出力ポートとを有する4チャネルマルチプ
レクサと、 少なくとも1つの抵抗とスイッチング素子を有し、テス
ト信号に応じて既知のインピーダンスを前記出力ポート
に接続する切換式インピーダンス回路と、 前記アドレス線の1本がクロック入力ポートに接続さ
れ、前記アドレス線の別の1本がデータ入力ポートに接
続され、これらアドレス線の位相関係によって前記テス
ト信号を与えるフリップフロップと、 前記アドレス線を制御して、前記マルチプレクサおよび
前記フリップフロップを、前記出力ポートに前記既知の
インピーダンスを接続しない測定モードと、前記出力ポ
ートに前記既知のインピーダンスを接続して前記マルチ
プレクサと前記抵抗温度素子との間に不良接続が存在す
るか否かを判定するテストモードとで動作させる手段と
を具備する遠隔2線式送信器の制御回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/724120 | 1991-07-01 | ||
US07/724,120 US5317520A (en) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | Computerized remote resistance measurement system with fault detection |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05215804A JPH05215804A (ja) | 1993-08-27 |
JP3307677B2 true JP3307677B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=24909099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17443292A Expired - Fee Related JP3307677B2 (ja) | 1991-07-01 | 1992-07-01 | 遠隔2線式送信器の制御回路 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5317520A (ja) |
EP (1) | EP0521234B1 (ja) |
JP (1) | JP3307677B2 (ja) |
AU (1) | AU644929B2 (ja) |
CA (1) | CA2058591C (ja) |
DE (1) | DE69230354D1 (ja) |
Families Citing this family (104)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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