JPH07113584B2 - ２線式温度変換器 - Google Patents
２線式温度変換器Info
- Publication number
- JPH07113584B2 JPH07113584B2 JP61312468A JP31246886A JPH07113584B2 JP H07113584 B2 JPH07113584 B2 JP H07113584B2 JP 61312468 A JP61312468 A JP 61312468A JP 31246886 A JP31246886 A JP 31246886A JP H07113584 B2 JPH07113584 B2 JP H07113584B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microcomputer
- thermocouple
- cold junction
- converter
- wire
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、温度信号の伝送と、変換器側への電力の供給
を、共通の２線伝送路を介して行う２線式温度変換器に
関し、更に詳しくは、変換器側にマイクロコンピュータ
を有し、熱電対からの起電力をこのマイクロコンピュー
タでリニアライズ等の信号処理を行い、例えば４〜20mA
の統一規格信号として受信端側に伝送するようにした２
線式温度変換器に関するものである。
を、共通の２線伝送路を介して行う２線式温度変換器に
関し、更に詳しくは、変換器側にマイクロコンピュータ
を有し、熱電対からの起電力をこのマイクロコンピュー
タでリニアライズ等の信号処理を行い、例えば４〜20mA
の統一規格信号として受信端側に伝送するようにした２
線式温度変換器に関するものである。
（従来の技術） 第４図はCA,CC,IC等の熱電対を用いて温度を検出し、信
号伝送する従来の温度変換器の構成概念図である。この
変換器は、熱電対TCと、この熱電対TCからの熱起電力を
補償導線lpを介して入力する温度変換器SCとで構成さ
れ、温度変換器SCは電源BT（例えばDC24V）から電力が
供給されて動作し、温度信号i0（例えば４−20mA）を負
荷L0に出力するようになっている。
号伝送する従来の温度変換器の構成概念図である。この
変換器は、熱電対TCと、この熱電対TCからの熱起電力を
補償導線lpを介して入力する温度変換器SCとで構成さ
れ、温度変換器SCは電源BT（例えばDC24V）から電力が
供給されて動作し、温度信号i0（例えば４−20mA）を負
荷L0に出力するようになっている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような構成の従来の温度変換器は、
熱電対TCと温度変換器SCとを結ぶ補償導線lpが必要で、
特に両者間の距離が数100mに及ぶ場合等問題となる。
又、温度変換器SCには、温度信号伝送用の信号線と、電
力の供給線の４線が接続されるうえに、熱電対の種別に
応じたリニアライズ回路や、スパン変更のための回路を
必要とし、構成が複雑で、且つ、取扱いが煩しいという
問題点が点がある。
熱電対TCと温度変換器SCとを結ぶ補償導線lpが必要で、
特に両者間の距離が数100mに及ぶ場合等問題となる。
又、温度変換器SCには、温度信号伝送用の信号線と、電
力の供給線の４線が接続されるうえに、熱電対の種別に
応じたリニアライズ回路や、スパン変更のための回路を
必要とし、構成が複雑で、且つ、取扱いが煩しいという
問題点が点がある。
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、その
目的は、温度変換器を簡単な構成とすると共に、この部
分を熱電対端子ボックス内に収納することによって補償
導線を不要とすることのできる２線式温度変換器を実現
することにある。
目的は、温度変換器を簡単な構成とすると共に、この部
分を熱電対端子ボックス内に収納することによって補償
導線を不要とすることのできる２線式温度変換器を実現
することにある。
（問題点を解決するための手段） 第１図は本発明の２線式温度変換器の原理ブロック図で
ある。１は冷接点補償回路、２は熱電対TCからの起電力
に対応したディジタル信号と冷接点補償回路１から冷接
点温度に対応したディジタル信号とを入力するマイクロ
コンピュータ、３は熱電対の種別を指定するためのスイ
ッチ手段、４はマイクロコンピュータ２からの出力に応
じて２線信号線ｌを流れる電流を制御する電流制御手
段、５は２線信号線ｌを介して受信端側から供給された
電力をマイクロコンピュータ２を含む各回路に供給する
電源回路、BTは２線信号線ｌに接続された直流電源、L0
は負荷である。
ある。１は冷接点補償回路、２は熱電対TCからの起電力
に対応したディジタル信号と冷接点補償回路１から冷接
点温度に対応したディジタル信号とを入力するマイクロ
コンピュータ、３は熱電対の種別を指定するためのスイ
ッチ手段、４はマイクロコンピュータ２からの出力に応
じて２線信号線ｌを流れる電流を制御する電流制御手
段、５は２線信号線ｌを介して受信端側から供給された
電力をマイクロコンピュータ２を含む各回路に供給する
電源回路、BTは２線信号線ｌに接続された直流電源、L0
は負荷である。
マイクロコンピュータ２は、スイッチ手段３によって指
定された種別に対応して熱電対起電力の対温度とのリニ
アライズ演算を行うリニアライズ手段21、冷接点補償の
ための演算手段22をメモリ内に有し、破線で囲んだ部分
は熱電対の端子ボックス内に収納されている。
定された種別に対応して熱電対起電力の対温度とのリニ
アライズ演算を行うリニアライズ手段21、冷接点補償の
ための演算手段22をメモリ内に有し、破線で囲んだ部分
は熱電対の端子ボックス内に収納されている。
（作用） 熱電対の端子ボックス内に収納されたマイクロコンピュ
ータを含む各回路は、２線信号線ｌを介して供給される
電源BTからの電力によって動作し、マイクロコンピュー
タ２は熱電対起電力に対し、リニアライズ演算，冷接点
補償のための演算等を行い、電流制御手段４はマイクロ
コンピュータ２からの出力に応じて２線信号線ｌを流れ
る電流を例えば４−20mAの範囲で制御する。
ータを含む各回路は、２線信号線ｌを介して供給される
電源BTからの電力によって動作し、マイクロコンピュー
タ２は熱電対起電力に対し、リニアライズ演算，冷接点
補償のための演算等を行い、電流制御手段４はマイクロ
コンピュータ２からの出力に応じて２線信号線ｌを流れ
る電流を例えば４−20mAの範囲で制御する。
（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第２図は本発明の２線式温度変換器の一実施例を示す構
成ブロック図である。図において、第１図の各部分と対
応するものには同一符号を付して示す。A1は熱電対TCか
らの熱起電力を増幅する増幅器で、低オフセット，低ド
リフトの演算増幅器（OPアンプ）が使用される。この増
幅器A1の増幅率は抵抗R1,R2を変えることで変更できる
もので、これらの値は熱電対種別・スパンに応じて変更
する。ここに示した冷接点補償回路１は、ダイオードD1
のPNジャンクションの温度依存性を利用したもので、ダ
イオードD1による温度信号は、増幅器A2を介して増幅す
るようにしている。ASはアナログスイッチで、増幅器A1
からの熱電対起電力増幅電圧etと、冷接点補償回路１か
らの冷接点補償電圧esを選択して取り出す。ADはアナロ
グスイッチASで取り出された電圧etとesをディジタル信
号に変換してマイクロコンピュータ２に印加させるアナ
ログ・ディジタル変換器（A/D変換器と略す）である。
アナログ・スイッチAS及びA/D変換器ADは、いずれもマ
イクロコンピュータ２によってコントロールされる。ス
イッチ手段３は、ここでは、一端がコモンに接続された
４個のスイッチS1〜S4で構成される。デップスイッチ
（dip−switch）が使用され、各スイッチS1〜S4のオ
ン，オフの組合せによって、熱電対種別・スパンを選択
できるように構成されている。組合せ例は、４個のスイ
ッチS1〜S4を用いることによって、24＝16通り設定可能
であり、スイッチの数を増加させることによって、更に
多数通りに拡張することができる。
成ブロック図である。図において、第１図の各部分と対
応するものには同一符号を付して示す。A1は熱電対TCか
らの熱起電力を増幅する増幅器で、低オフセット，低ド
リフトの演算増幅器（OPアンプ）が使用される。この増
幅器A1の増幅率は抵抗R1,R2を変えることで変更できる
もので、これらの値は熱電対種別・スパンに応じて変更
する。ここに示した冷接点補償回路１は、ダイオードD1
のPNジャンクションの温度依存性を利用したもので、ダ
イオードD1による温度信号は、増幅器A2を介して増幅す
るようにしている。ASはアナログスイッチで、増幅器A1
からの熱電対起電力増幅電圧etと、冷接点補償回路１か
らの冷接点補償電圧esを選択して取り出す。ADはアナロ
グスイッチASで取り出された電圧etとesをディジタル信
号に変換してマイクロコンピュータ２に印加させるアナ
ログ・ディジタル変換器（A/D変換器と略す）である。
アナログ・スイッチAS及びA/D変換器ADは、いずれもマ
イクロコンピュータ２によってコントロールされる。ス
イッチ手段３は、ここでは、一端がコモンに接続された
４個のスイッチS1〜S4で構成される。デップスイッチ
（dip−switch）が使用され、各スイッチS1〜S4のオ
ン，オフの組合せによって、熱電対種別・スパンを選択
できるように構成されている。組合せ例は、４個のスイ
ッチS1〜S4を用いることによって、24＝16通り設定可能
であり、スイッチの数を増加させることによって、更に
多数通りに拡張することができる。
DAはマイクロコンピュータ２から出力されるディジタル
信号をアナログ信号に変換するディジタルアナログ変換
器（D/A変換器）、A3,A4はD/A変換器DAからのアナログ
電圧信号を電流信号とする増幅器であり、それぞれスパ
ン調整用の可変抵抗器VRS、零点調整用の可変抵抗器VRO
を備えている。Ｑは２線信号線ｌに接続した電流制御用
トランジスタ、Rfは出力電流I0に対応した電圧efを増幅
器A4の入力端に帰還するための帰還抵抗である。電源回
路５は、定電圧回路を含んで構成され、各増幅器A1〜
A4,A/D変換器AD,マイクロコンピュータ2,D/A変換器DA等
に供給されており、これらの各回路は受信端側にある直
流電源BTから２線信号線ｌを介して流れる最低電流値、
例えば4mA以下で動作するようになっている。
信号をアナログ信号に変換するディジタルアナログ変換
器（D/A変換器）、A3,A4はD/A変換器DAからのアナログ
電圧信号を電流信号とする増幅器であり、それぞれスパ
ン調整用の可変抵抗器VRS、零点調整用の可変抵抗器VRO
を備えている。Ｑは２線信号線ｌに接続した電流制御用
トランジスタ、Rfは出力電流I0に対応した電圧efを増幅
器A4の入力端に帰還するための帰還抵抗である。電源回
路５は、定電圧回路を含んで構成され、各増幅器A1〜
A4,A/D変換器AD,マイクロコンピュータ2,D/A変換器DA等
に供給されており、これらの各回路は受信端側にある直
流電源BTから２線信号線ｌを介して流れる最低電流値、
例えば4mA以下で動作するようになっている。
第３図は第２図の一点鎖線で囲んだ温度変換器の端子ボ
ックス内への収納状態を示す断面図である。熱電対TCか
らの素線は端子T+、T-に接続され、又、受信端（図示せ
ず）に導かれる２線信号線ケーブルｌは、端子0+、0-に
接続されている。そして、第２図において、一点鎖線で
囲んだ各回路部分、即ち増幅器A1〜A4,冷接点補償回路
1,アナログ・スイッチAS,A/D変換器AD,マイクロコンピ
ュター2,D/A変換器DA,電流制御用トランジスタＱ等は、
ハイブリッドIC化され、端子ボックス内に収納されてい
る。
ックス内への収納状態を示す断面図である。熱電対TCか
らの素線は端子T+、T-に接続され、又、受信端（図示せ
ず）に導かれる２線信号線ケーブルｌは、端子0+、0-に
接続されている。そして、第２図において、一点鎖線で
囲んだ各回路部分、即ち増幅器A1〜A4,冷接点補償回路
1,アナログ・スイッチAS,A/D変換器AD,マイクロコンピ
ュター2,D/A変換器DA,電流制御用トランジスタＱ等は、
ハイブリッドIC化され、端子ボックス内に収納されてい
る。
このように構成した装置の動作を説明すれば、以下の通
りである。端子ボックス内に収納されているハイブリッ
ドIC化された温度変換器部分には、２線信号線ｌを介し
て、4mA〜20mAの電流が常時供給され、電源回路５によ
って定電圧化され各回路の電源端に与えられている。
りである。端子ボックス内に収納されているハイブリッ
ドIC化された温度変換器部分には、２線信号線ｌを介し
て、4mA〜20mAの電流が常時供給され、電源回路５によ
って定電圧化され各回路の電源端に与えられている。
増幅器A1は熱電対TCからの熱起電力を増幅し、増幅器A2
はダイオードD1による温度信号を増幅する。これらの増
幅信号は、アナログ・スイッチASで交互に選択され、A/
D変換器ADでディジタル信号に変換され、マイクロコン
ピュータ２に取れ込まれる。マイクロコンピュータ２の
リニアライズ手段21は、スイッチ手段３によって設定さ
れた信号の組合せ、即ち、熱電対TCの種別に応じて、折
線近似演算を行い、対測定温度に対し、リニアな関係に
あるデータを得る。尚、マイクロコンピュータ２のメモ
リには、予め各種熱電対の起電力に対するリニアライズ
演算式を格納してあり、スイッチ手段３の設定によっ
て、使用されている熱電対の種類に対応した演算式が適
用される。又、冷接点補償演算手段22は、冷接点補償の
ための演算を行う。
はダイオードD1による温度信号を増幅する。これらの増
幅信号は、アナログ・スイッチASで交互に選択され、A/
D変換器ADでディジタル信号に変換され、マイクロコン
ピュータ２に取れ込まれる。マイクロコンピュータ２の
リニアライズ手段21は、スイッチ手段３によって設定さ
れた信号の組合せ、即ち、熱電対TCの種別に応じて、折
線近似演算を行い、対測定温度に対し、リニアな関係に
あるデータを得る。尚、マイクロコンピュータ２のメモ
リには、予め各種熱電対の起電力に対するリニアライズ
演算式を格納してあり、スイッチ手段３の設定によっ
て、使用されている熱電対の種類に対応した演算式が適
用される。又、冷接点補償演算手段22は、冷接点補償の
ための演算を行う。
マイクロコンピュータ２内で、リニアライズされ且つ冷
接点補償されたディジタル信号は、D/A変換器DAにより
アナログ信号に変換され、増幅器A3,A4を介してトラン
ジスタＱに印加される。トランジスタＱは２線信号線ｌ
を介して流れる電流I0を、４〜20mAの範囲内で測定温度
に応じて制御する。トランジスタＱによって、制御され
た電流I0は２線信号線ｌを介して受信端側に設置されて
いる負荷L0に伝送される。
接点補償されたディジタル信号は、D/A変換器DAにより
アナログ信号に変換され、増幅器A3,A4を介してトラン
ジスタＱに印加される。トランジスタＱは２線信号線ｌ
を介して流れる電流I0を、４〜20mAの範囲内で測定温度
に応じて制御する。トランジスタＱによって、制御され
た電流I0は２線信号線ｌを介して受信端側に設置されて
いる負荷L0に伝送される。
尚、第２図装置では、スパン調整と零点調整を抵抗VRS,
VROによって行うようにしたものであるが、これらをマ
イクロコンピュータ２で行うようにしてもよい。又、マ
イクロコンピュータ２の入力側にアナログスイッチAS及
びA/D変換器ADを設けたものを示したが、マイクロコン
ピュータに、これらと同じ機能をもたせるようにすれば
省略できる。
VROによって行うようにしたものであるが、これらをマ
イクロコンピュータ２で行うようにしてもよい。又、マ
イクロコンピュータ２の入力側にアナログスイッチAS及
びA/D変換器ADを設けたものを示したが、マイクロコン
ピュータに、これらと同じ機能をもたせるようにすれば
省略できる。
（発明の効果） 以上詳細に説明したよように、本発明は、リニアライズ
演算や冷接点補償演算等を行うマイクロコンピュータ及
びその周辺回路をハイブリッドIC化するなどし、熱電対
端子ボックス内に収納すると共に、この端子がボックス
と受信端とを２線信号線で結ぶことができるようにした
ものである。従って、本発明によれば、補償導線を不要
とし、全体構成の簡単な２線式温度変換器が実現でき
る。
演算や冷接点補償演算等を行うマイクロコンピュータ及
びその周辺回路をハイブリッドIC化するなどし、熱電対
端子ボックス内に収納すると共に、この端子がボックス
と受信端とを２線信号線で結ぶことができるようにした
ものである。従って、本発明によれば、補償導線を不要
とし、全体構成の簡単な２線式温度変換器が実現でき
る。
第１図は本発明の２線式変換器の原理ブロック図、第２
図は本発明の一実施例の構成ブロック図、第３図は第２
図温度変換器の熱電対端子ボックス内への収納状態を示
す断面図、第４図は従来の温度変換器の構成概念図であ
る。 １……冷接点補償回路 ２……マイクロコンピュータ ３……スイッチ手段、４……電流制御手段 ５……電源回路、21……リニアライズ手段 22……冷接点補償演算手段 ｌ……２線信号線
図は本発明の一実施例の構成ブロック図、第３図は第２
図温度変換器の熱電対端子ボックス内への収納状態を示
す断面図、第４図は従来の温度変換器の構成概念図であ
る。 １……冷接点補償回路 ２……マイクロコンピュータ ３……スイッチ手段、４……電流制御手段 ５……電源回路、21……リニアライズ手段 22……冷接点補償演算手段 ｌ……２線信号線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−119139（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−29157（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−209331（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】冷接点補償回路と、熱電対からの熱起電力
に対応したディジタル信号及び前記冷接点補償回路から
の冷接点温度に対応したディジタル信号を入力するマイ
クロコンピュータと、このマイクロコンピュータに結合
し、前記熱電対の種別を指定するためのスイッチ手段
と、前記マイクロコンピュータからの演算出力に応じて
２線信号線を流れる電流を制御する電流制御手段と、前
記２線信号線を介して受信端側から供給された電圧を前
記マイクロコンピュータを含む各回路の電源端に与える
電源回路とを備え、前記マイクロコンピュータは少なく
とも前記スイッチ手段によって指定された熱電対の種別
に対応する演算式によるリニアライズ演算と、冷接点補
償のための演算とを行うものであり、前記冷接点補償回
路、マイクロコンピュータ、スイッチ手段、電流制御手
段及び電源回路はいずれも熱電対の端子ボックス内に収
納されていることを特徴とする２線式温度変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61312468A JPH07113584B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | ２線式温度変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61312468A JPH07113584B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | ２線式温度変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63163222A JPS63163222A (ja) | 1988-07-06 |
| JPH07113584B2 true JPH07113584B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=18029562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61312468A Expired - Lifetime JPH07113584B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | ２線式温度変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113584B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001066193A (ja) * | 1999-07-22 | 2001-03-16 | Webasto Thermosyst Internatl Gmbh | 熱電対測定信号の評価回路 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6679628B2 (en) * | 2001-08-14 | 2004-01-20 | Schneider Automation Inc. | Solid state temperature measuring device and method |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3764880A (en) * | 1972-05-08 | 1973-10-09 | Rosemount Inc | Two-wire current transmitter with isolated transducer circuit |
| JPS5515198Y2 (ja) * | 1972-08-31 | 1980-04-08 | ||
| JPS60119139A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-26 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | ２線式伝送器 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61312468A patent/JPH07113584B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001066193A (ja) * | 1999-07-22 | 2001-03-16 | Webasto Thermosyst Internatl Gmbh | 熱電対測定信号の評価回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63163222A (ja) | 1988-07-06 |
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