JP6092129B2 - 温度計測システムおよび温度計測器 - Google Patents
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Description
この3線式温度計測技術は、測温抵抗素子が格納されている温度センサと温度計測器とを3本の信号線で接続し、これら信号線を介して温度計測器から測温抵抗素子へ定電流を供給することにより温度を計測する温度計測技術である。
したがって、温度計測器が多チャンネル対応の場合には、例えば10個の温度センサからの合計30本の信号線を、共通の温度計測器に設けられたチャンネルごとのポートにそれぞれ接続することになる。このため、信号線が誤りなく対応するチャンネルのポートに接続されているかどうかを確認する必要がある。
このため、温度センサの接続確認に多くの時間と作業負担がかかるという問題点があった。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる温度計測システム1について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかる温度計測システムの構成を示すブロック図である。
検出部11は、温度センサ20ごとに設けられており、3本の信号線L1(第1の信号線),L2(第2の信号線),L3(第3の信号線)を介して対応する温度センサ20と接続されている。具体的には、検出部11の端子P1,P2,P3が信号線L1,L2,L3を介して温度センサ20の端子T1,T2,T3とそれぞれ個別に接続されている。
定電流源IS1は、電源電位VCから端子T1を介して測温抵抗素子PTの一端に接続された信号線L1に対して、端子P1から定電流I1(第1の定電流)を供給する機能を有している。
定電流源IS2は、電源電位VCから端子T2を介して測温抵抗素子PTの他端に接続された信号線L2に対して、端子P2から定電流I2(第2の定電流)を供給する機能を有している。
また、端子T3に接続された信号線L3は、端子P3を介して検出部11内で接地電位GNDに接続されている。
A/D変換器ADCは、オペアンプOPAから出力された計測信号を計測データにA/D変換し、制御部12へ出力する機能を有している。
通信I/F部13は、各温度センサ20で検出された温度に基づき各種の制御処理を行う上位装置や、接続状況検査時に用いられる携帯端末30などの各種外部装置とデータ通信を行う機能を有している。
測温抵抗素子PTは、一端が端子T1を介して信号線L1に接続され、他端が端子T2を介して信号線L2に接続されており、周囲の温度に応じて抵抗値を変化させる機能を有している。
電流検出報知部DNは、入力端が測温抵抗素子PTの他端に接続され、出力端が端子T3を介して信号線L3に接続されて、信号線L3から温度計測器10へ戻るリターン電流I3の有無を検出して報知する機能を有している。
まず、温度計測システム1による温度計測動作について説明する。
温度計測時、制御部12は、検出部11の検査スイッチSWを導通状態に制御して、定電流源IS1,IS2から信号線L1,L2へ定電流I1,I2を供給する。これにより、温度センサ20に対して定電流I1,I2が供給され、これらが合算されたリターン電流I3が、信号線L3を介して接地電位GNDに流れる。
V1=I1×(RL1+R)+(I1+I2)×RL3 …(1)
V2=I2×RL2+(I1+I2)×RL3 …(2)
V1=I×(RL+R)+2I×RL3 …(3)
V2=I×RL+2I×RL3 …(4)
Vd=IR …(5)
これにより、I=I1=I2が一定であれば、測温抵抗素子PTの抵抗値Rの変化に比例して、オペアンプOPAの入力端における電圧差Vdが変化することになる。したがって、VdをオペアンプOPAで検出して増幅すれば、抵抗値Rの変化、すなわち温度変化に応じた電圧を有する計測信号を得ることができる。
次に、温度計測システム1による接続状況検査動作について説明する。
図1に示すように、温度センサ20において、信号線L1,L2から供給された定電流I1,I2は、リターン電流I3として信号線L3から温度計測器10へ戻り、このリターン電流I3は、信号線L1,L2,L3の接続状況が正しい場合、常に一定の値となる。また、式(5)には、信号線L3の配線抵抗RL3が含まれておらず、配線抵抗RL3だけが増大しても、温度計測には影響しない。
接続状況検査時、温度センサ20の設置場所に出向いた作業者が、図4に示した携帯端末30の操作画面で、任意のチャンネルを選択することにより、選択されたチャンネルに接続されている温度センサ20の接続状況検査が開始される。
温度計測器10の制御部12は、通信I/F部13を介して携帯端末30からの検査開始信号を受信し、検査開始信号で指示されたCH1と対応する検出部11に対して、予め設定されている検査期間Wにわたって検査スイッチSWのオン/オフを繰り返す制御信号を出力する。
また、検査スイッチSWのオン/オフしても電流検出LEDが点灯または消灯のままとなり、リターン電流I3の有無を示す報知内容が変化しない場合には、信号線L1,L2,L3が正常に接続されていないことが確認できる。
このように、本実施の形態は、定電流源IS1から信号線L1への定電流I1の供給と、定電流源IS2から信号線L2への定電流I2の供給とを制御する検査スイッチSWを備え、この検査スイッチSWが、温度計測時、定電流I1,I2を信号線L1,L2へそれぞれ供給し、信号線L1,L2,L3の接続状況を検査する際、定電流I1,I2の供給を一時停止することにより、温度センサ20に設けられて信号線L3から温度計測器10へ戻るリターン電流I3の有無を検出して報知する電流検出報知部DNからの報知内容を変化させるようにしたものである。
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかる温度計測システム1について説明する。図5は、第2の実施の形態にかかる温度計測システムの構成を示すブロック図である。
第1の実施の形態では、電流検出報知部DNを温度センサ20に設けた場合を例として説明したが、本実施の形態では、電流検出報知部DNを温度計測器10の各検出部11に設けた場合について説明する。
また、温度センサ20において、測温抵抗素子PTの他端が端子T3を介して信号線L3に接続されている。
本実施の形態にかかる温度計測システム1のうち、このほかの構成については、第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
また、電流検出LEDに代えて、リターン電流I3の有無に応じて表示出力あるいは音声出力が変化する素子や回路部を用いてもよい。
また、電流検出報知部DNにおいて、リターン電流I3の有無ではなく、リターン電流I3の電流値を予め設定した判定用しきい値と比較し、その比較結果に応じた報知内容を出力するようにしてもよい。これにより、信号線L1,L2,L3の接続状況をより正確に判断することができる。
Claims (2)
- 測温抵抗素子を有する温度センサと、前記測温抵抗素子の一端に接続された第1の信号線と、前記測温抵抗素子の他端に接続された第2および第3の信号線とを介して、前記測温抵抗素子に定電流を供給し、前記第1の信号線と第2の信号線と間に生じた電圧差に基づいて計測温度を出力する温度計測器とを備える温度計測システムであって、
前記温度計測器は、
前記第1の信号線から前記温度センサの前記測温抵抗素子を介して前記第3の信号線へ戻る第1の定電流を供給する第1の定電流源と、
前記第2の信号線から前記第3の信号線へ戻る第2の定電流を供給する第2の定電流源と、
前記第1の定電流源から前記第1の信号線への前記第1の定電流の供給と、前記第2の定電流源から前記第2の信号線への前記第2の定電流の供給とを制御する検査スイッチとを有し、
前記温度センサは、前記第3の信号線から当該温度計測器へ戻るリターン電流の有無を検出して報知する電流検出報知部を有し、
前記検査スイッチは、温度計測時、前記第1および第2の定電流を前記第1および第2の信号線へそれぞれ供給し、前記第1、第2、および第3の信号線の接続状況を検査する際、前記第1の定電流と第2の定電流との供給を一時停止して前記電流検出報知部からの報知内容を変化させる
ことを特徴とする温度計測システム。 - 温度センサの測温抵抗素子の一端に接続された第1の信号線と、前記測温抵抗素子の他端に接続された第2および第3の信号線とを介して、前記測温抵抗素子に定電流を供給し、前記第1の信号線と第2の信号線と間に生じた電圧差に基づいて計測温度を出力する温度計測器であって、
前記第1の信号線から前記温度センサの前記測温抵抗素子を介して前記第3の信号線へ戻る第1の定電流を供給する第1の定電流源と、
前記第2の信号線から前記第3の信号線へ戻る第2の定電流を供給する第2の定電流源と、
前記第1の定電流源から前記第1の信号線への前記第1の定電流の供給と、前記第2の定電流源から前記第2の信号線への前記第2の定電流の供給とを制御する検査スイッチとを備え、
前記検査スイッチは、温度計測時、前記第1および第2の定電流を前記第1および第2の信号線へそれぞれ供給し、前記第1、第2、および第3の信号線の接続状況を検査する際、前記第1の定電流と第2の定電流の供給を一時停止することにより、前記温度センサに設けられて前記第3の信号線から当該温度計測器へ戻るリターン電流の有無を検出して報知する電流検出報知部からの報知内容を変化させる
ことを特徴とする温度計測器。
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