JPS6228627A - 3線式抵抗温度センサの温度検出回路 - Google Patents
3線式抵抗温度センサの温度検出回路Info
- Publication number
- JPS6228627A JPS6228627A JP16748985A JP16748985A JPS6228627A JP S6228627 A JPS6228627 A JP S6228627A JP 16748985 A JP16748985 A JP 16748985A JP 16748985 A JP16748985 A JP 16748985A JP S6228627 A JPS6228627 A JP S6228627A
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- Japan
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- wire
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、サーミスタセンサや白金(pt)センサの
ような温度によって抵抗値の変化する3線式抵抗壓温度
センサの温度補償回路に関し、特に、温度センサのリー
ド線の抵抗値の影響を全く受けることなく、しかも温度
センサの抵抗値に正確に比例する出力を得ることができ
る3線式の抵抗型温度センナの温度補償回路に関する。
ような温度によって抵抗値の変化する3線式抵抗壓温度
センサの温度補償回路に関し、特に、温度センサのリー
ド線の抵抗値の影響を全く受けることなく、しかも温度
センサの抵抗値に正確に比例する出力を得ることができ
る3線式の抵抗型温度センナの温度補償回路に関する。
抵抗型温度センナは、雰囲気の温度に応じて自らの抵抗
値が変化するものであり、最もよく用いられている。こ
の種の温度センサを用いる温度検出回路は、温度センサ
の抵抗値の変化を正確に検出する必要がある。
値が変化するものであり、最もよく用いられている。こ
の種の温度センサを用いる温度検出回路は、温度センサ
の抵抗値の変化を正確に検出する必要がある。
従来この種の温度検出回路としては、ホイストンブリッ
ジ回路を構成し、これに定電圧源の電圧を印加して演算
増巾器にて演算増巾し、抵抗型温度センサの抵抗値の変
化に対応する電圧出力を得る方式がある。この従来方式
では、抵抗型温度センナの抵抗値変化をホイストンブリ
ッジの不平衡の電圧変化として検出するために、温度セ
ンサに流れる電流値が変化してしまい、抵抗型温度セン
サの抵抗値を正確に検出できない。しかし、実際には、
温度補償用回路として演算増巾器に正帰還を加えて、抵
抗型温度センサの抵抗値が増大したことによる印加電流
の減少を、この正帰還に伴う電流増加で補っている。こ
の従来方式は正帰還のための抵抗を追加するだけという
極めて単純な構成により、差動出力と温度センサの抵抗
値との間に高精度の直線性が得られる。
ジ回路を構成し、これに定電圧源の電圧を印加して演算
増巾器にて演算増巾し、抵抗型温度センサの抵抗値の変
化に対応する電圧出力を得る方式がある。この従来方式
では、抵抗型温度センナの抵抗値変化をホイストンブリ
ッジの不平衡の電圧変化として検出するために、温度セ
ンサに流れる電流値が変化してしまい、抵抗型温度セン
サの抵抗値を正確に検出できない。しかし、実際には、
温度補償用回路として演算増巾器に正帰還を加えて、抵
抗型温度センサの抵抗値が増大したことによる印加電流
の減少を、この正帰還に伴う電流増加で補っている。こ
の従来方式は正帰還のための抵抗を追加するだけという
極めて単純な構成により、差動出力と温度センサの抵抗
値との間に高精度の直線性が得られる。
従来の抵抗型温度センサの温度補償回路は以上のように
構成されているので、この直線性は直線性誤差が約0.
3%程度のある程度高精度でおるものの、実際的にも理
論的にもこの誤差を消滅させることができないという問
題点があり、しかも抵抗型温度センサの取付は位置の変
動に伴うリード線の抵抗値の変化に従ってこの直線性の
精度が悪い方へ変化してしまうなどの問題点があった。
構成されているので、この直線性は直線性誤差が約0.
3%程度のある程度高精度でおるものの、実際的にも理
論的にもこの誤差を消滅させることができないという問
題点があり、しかも抵抗型温度センサの取付は位置の変
動に伴うリード線の抵抗値の変化に従ってこの直線性の
精度が悪い方へ変化してしまうなどの問題点があった。
また、この他にもホイストンブリッジを定電圧で駆動せ
ずに、ホイストンブリッジの各岐路e定電流源による定
を流で駆動させるという方式もある。この従来方式は、
抵抗型温度センナの抵抗値を電圧値にある程度正確に変
換できるという利点はらるものの、全く同じ特性を有す
る定電流源を2個必要とするため装置価格が高くなり、
実用的でないなどの問題点があった。
ずに、ホイストンブリッジの各岐路e定電流源による定
を流で駆動させるという方式もある。この従来方式は、
抵抗型温度センナの抵抗値を電圧値にある程度正確に変
換できるという利点はらるものの、全く同じ特性を有す
る定電流源を2個必要とするため装置価格が高くなり、
実用的でないなどの問題点があった。
この発明は上述の問題点を解消すべくなされたもので、
3線式抵抗型温度センナの抵抗値と温度検出出力との間
の関係の直線性を高精度とししかもリード線の抵抗値の
変化に影響されない精度の高い温度検出が可能でしかも
廉価な3線式抵抗型温度センサの温度補償回路を得るこ
とを目的とする。
3線式抵抗型温度センナの抵抗値と温度検出出力との間
の関係の直線性を高精度とししかもリード線の抵抗値の
変化に影響されない精度の高い温度検出が可能でしかも
廉価な3線式抵抗型温度センサの温度補償回路を得るこ
とを目的とする。
上記目的を達成するために、この発明は、所定の電圧を
3線式抵抗型温度センサの両側で高圧側および低圧側に
分圧する分圧回路と、夫々の非反転入力端子が前記高圧
側および低圧側に夫々接読された一対の第1および第2
の演算増幅器と、この第1の演算増幅器の出力側とその
非反転入力端子とに接続された帰還抵抗と、前記第1お
よび第2の演算増幅器の夫々の出力に比例した信号を前
記第12よび第2の演算増@器の夫々の反転入力端子側
に出力する反転入力信号発生回路と、前記第1および第
2の演算増幅器の両出力の差をとって増幅して出力する
出力回路とを備えたものである。
3線式抵抗型温度センサの両側で高圧側および低圧側に
分圧する分圧回路と、夫々の非反転入力端子が前記高圧
側および低圧側に夫々接読された一対の第1および第2
の演算増幅器と、この第1の演算増幅器の出力側とその
非反転入力端子とに接続された帰還抵抗と、前記第1お
よび第2の演算増幅器の夫々の出力に比例した信号を前
記第12よび第2の演算増@器の夫々の反転入力端子側
に出力する反転入力信号発生回路と、前記第1および第
2の演算増幅器の両出力の差をとって増幅して出力する
出力回路とを備えたものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例を示し1図において、1は
定電圧回路、2は分圧用抵抗、3は3本のリード線を有
して温度により抵抗が変化する3線式抵抗型温度センサ
、4,5.6は3線式抵抗型温度センサ3のリード線、
7は分圧用抵抗であり、定電圧回路1と接地との間に抵
抗2、第1のリード線4,3線式の抵抗型温度センサ3
、第2のリード線5、抵抗7がこの順で直列接続されて
いる。8は第1の演算増幅器であり、出力側と接地との
間に抵抗9と同10とが直列接続され、両者の接続点a
がその(−)入力端子に接続され、その(+)入力端子
は抵抗2と第1のリード線4との接続点すに接続されて
いる。演算増幅器8の出力側とその(+)入力端子との
間に接続された帰還抵抗11と演算増幅器8とにより差
動増幅器が構成されている。12は第2の演算増幅器で
あり、その出力側と接地との間に分圧用抵抗13と同1
4とが直列接続され5両者の接続点Cがその(−)入力
端子に接続され、その(−ト)入力端子は第3のリード
&16を介して3線式抵抗型温度七ンサ3とその第2の
リード線5との接続点dに接続されている。15は出力
回路例えば第3の演算増幅器でめジ、第1の演算増幅器
8と第2の演算増幅器12との出力の差をとって増幅し
て出力する。
定電圧回路、2は分圧用抵抗、3は3本のリード線を有
して温度により抵抗が変化する3線式抵抗型温度センサ
、4,5.6は3線式抵抗型温度センサ3のリード線、
7は分圧用抵抗であり、定電圧回路1と接地との間に抵
抗2、第1のリード線4,3線式の抵抗型温度センサ3
、第2のリード線5、抵抗7がこの順で直列接続されて
いる。8は第1の演算増幅器であり、出力側と接地との
間に抵抗9と同10とが直列接続され、両者の接続点a
がその(−)入力端子に接続され、その(+)入力端子
は抵抗2と第1のリード線4との接続点すに接続されて
いる。演算増幅器8の出力側とその(+)入力端子との
間に接続された帰還抵抗11と演算増幅器8とにより差
動増幅器が構成されている。12は第2の演算増幅器で
あり、その出力側と接地との間に分圧用抵抗13と同1
4とが直列接続され5両者の接続点Cがその(−)入力
端子に接続され、その(−ト)入力端子は第3のリード
&16を介して3線式抵抗型温度七ンサ3とその第2の
リード線5との接続点dに接続されている。15は出力
回路例えば第3の演算増幅器でめジ、第1の演算増幅器
8と第2の演算増幅器12との出力の差をとって増幅し
て出力する。
ここで、抵抗14.同13.同10.同9.同2、同1
1および同7の抵抗値は夫々「、+ ’2 + ’!l
+’4 + ’5 + ’6およびryとする。また、
第1〜第3のリードm4〜6の各抵抗値は全てr。とじ
、3線式抵抗型温度センサ3の抵抗値はRとする。また
、定電圧回路1の出力電圧をv2とし、帰還抵抗11に
流れる電流を16とし、b点から抵抗型温度センサ3お
よび抵抗7を通って接地に到る電流をioとし、・分圧
用抵抗2を流れる電流を(io−i6)とし、第1の演
算増幅器8の出力をV(1とし、第2の演算増幅器12
の出力をvlとする。差動増幅器の第1の演算項@器8
の(+) 、 (−)入力端子はイマジナリショート状
態にあるので、出力電圧v。
1および同7の抵抗値は夫々「、+ ’2 + ’!l
+’4 + ’5 + ’6およびryとする。また、
第1〜第3のリードm4〜6の各抵抗値は全てr。とじ
、3線式抵抗型温度センサ3の抵抗値はRとする。また
、定電圧回路1の出力電圧をv2とし、帰還抵抗11に
流れる電流を16とし、b点から抵抗型温度センサ3お
よび抵抗7を通って接地に到る電流をioとし、・分圧
用抵抗2を流れる電流を(io−i6)とし、第1の演
算増幅器8の出力をV(1とし、第2の演算増幅器12
の出力をvlとする。差動増幅器の第1の演算項@器8
の(+) 、 (−)入力端子はイマジナリショート状
態にあるので、出力電圧v。
は抵抗10と抵抗11とにかかる電圧の和に等しいこと
から次式が成立する。
から次式が成立する。
To + 1616 ” Vo ・・・・・・・
・・・・・・・・(1)r3+r4 また、b点の電圧は3点の電圧に等しいことから、 −VO= (2ro + ry +R) io −−
−(2)’ s + r 4 (2)式の右辺は電流i。が第1のリード線4→3線式
抵抗型温度センサ3→第2のリード線5→抵抗7を流れ
ることによるb点の電圧である。また、b点の電圧は定
電圧回路1の電圧v2から抵抗2に流れる電流(io−
;6)による電圧降下分を差引いた値に等しく、イマジ
ナリショート状態から5点電圧は1点電圧に等しいこと
から (3)式より 第2の演算増幅器12もイマジナリショート状叢にあり
、しかも第3のリード線6に流れる電流は小さく、まk
、抵抗値rl)も小さいことから第3のリード線6に印
加する電圧を略Oと見なして、a点1!位はd点電位に
等しいことから。
・・・・・・・・(1)r3+r4 また、b点の電圧は3点の電圧に等しいことから、 −VO= (2ro + ry +R) io −−
−(2)’ s + r 4 (2)式の右辺は電流i。が第1のリード線4→3線式
抵抗型温度センサ3→第2のリード線5→抵抗7を流れ
ることによるb点の電圧である。また、b点の電圧は定
電圧回路1の電圧v2から抵抗2に流れる電流(io−
;6)による電圧降下分を差引いた値に等しく、イマジ
ナリショート状態から5点電圧は1点電圧に等しいこと
から (3)式より 第2の演算増幅器12もイマジナリショート状叢にあり
、しかも第3のリード線6に流れる電流は小さく、まk
、抵抗値rl)も小さいことから第3のリード線6に印
加する電圧を略Oと見なして、a点1!位はd点電位に
等しいことから。
が成立する。
(2)式と(5)式から1゜を消去して、また、(4)
式と(5)式とから10を消去して、但し、K=−であ
る。
式と(5)式とから10を消去して、但し、K=−であ
る。
(6)式と(7)式からV O−V + ”:ΔVを求
めると。
めると。
抗値’+ + ’2 + ’S ! ’41 ’51
’6が選定さnると(8)式となる。これにA=2B+
1を代入して整理すると、Δv=B(1+B)−!−(
R−ry) ・・・・・・・・・・・・・・・ α
0)でΔVは3線式抵抗型温度センサ3の抵抗値Rに完
全に比例する。
’6が選定さnると(8)式となる。これにA=2B+
1を代入して整理すると、Δv=B(1+B)−!−(
R−ry) ・・・・・・・・・・・・・・・ α
0)でΔVは3線式抵抗型温度センサ3の抵抗値Rに完
全に比例する。
すなわち、第1の演算増巾器8の出力V。と、第2の演
算増巾器12の出力V、との差分値ΔVは、3線式抵抗
型温度センサ3の抵抗値Rに理論的にも実際的にも完全
に比例することになる。即ち、第3の演算増幅器15の
増幅率、例えばμ=1を00式の両辺にかけると00式
はそのま゛ま成立し、左辺の式は第3の演算増幅器15
の出力信号であり、それは抵抗値Rと完全に比例関係に
ある。しかも、このΔVにはリード線の抵抗r(1の要
素が全く入ってこないことから、3線式抵抗型温度セン
サ3の取付は位置を変更するようなことがあっても、何
ら誤差が生ずることはない。
算増巾器12の出力V、との差分値ΔVは、3線式抵抗
型温度センサ3の抵抗値Rに理論的にも実際的にも完全
に比例することになる。即ち、第3の演算増幅器15の
増幅率、例えばμ=1を00式の両辺にかけると00式
はそのま゛ま成立し、左辺の式は第3の演算増幅器15
の出力信号であり、それは抵抗値Rと完全に比例関係に
ある。しかも、このΔVにはリード線の抵抗r(1の要
素が全く入ってこないことから、3線式抵抗型温度セン
サ3の取付は位置を変更するようなことがあっても、何
ら誤差が生ずることはない。
次に、3線式抵抗型温度センサ3が断線した場合につい
て述べる。3線式抵抗型温度センサ3がバーンアウト即
ち断線すると第1の演算増幅器8の出力電圧V。は非常
に大きくなり、第2の演算増幅器12の出力電圧V、は
非常に小さくなる。このため、Δv=vo−v、は非常
に増大する。また、 01式から Δyoc(R−r7) であり、ΔVが非常に大きくなることは抵抗値Rが非常
に大きくなったと判断される(この場合には測定器の針
が振りきれる)。従って、温度の上昇に伴って抵抗値の
大きくなるような特性の3線式抵抗型温度センナに対し
てはバーンアウトに対して安全サイドが確保される。
て述べる。3線式抵抗型温度センサ3がバーンアウト即
ち断線すると第1の演算増幅器8の出力電圧V。は非常
に大きくなり、第2の演算増幅器12の出力電圧V、は
非常に小さくなる。このため、Δv=vo−v、は非常
に増大する。また、 01式から Δyoc(R−r7) であり、ΔVが非常に大きくなることは抵抗値Rが非常
に大きくなったと判断される(この場合には測定器の針
が振りきれる)。従って、温度の上昇に伴って抵抗値の
大きくなるような特性の3線式抵抗型温度センナに対し
てはバーンアウトに対して安全サイドが確保される。
以上説明したように、この発明は、3線式抵抗型温度セ
ンサの抵抗値とこの抵抗値の変化を利用して検出した温
度検出信号の出力との関係が完全な直線性を有し、しか
も温度検出信号の出力はリード線の抵抗値と全く無関係
となるので高精度の温度検出が可能であり、しかも3線
式抵抗型温度センサのバーンアウトに対しても安全であ
る効果がある。
ンサの抵抗値とこの抵抗値の変化を利用して検出した温
度検出信号の出力との関係が完全な直線性を有し、しか
も温度検出信号の出力はリード線の抵抗値と全く無関係
となるので高精度の温度検出が可能であり、しかも3線
式抵抗型温度センサのバーンアウトに対しても安全であ
る効果がある。
第1図はこの発明の一実施例の回路図である。
図において、1は定電圧回路、2は分圧用抵抗(第1の
抵抗)、3は3線式抵抗型温度センサ、4.5.6はリ
ード線(第1〜第3のリード線)、7は分圧用抵抗、8
は第1の演算増幅器、9は抵抗(第3の抵抗)、10は
抵抗(第4の抵抗)、11は帰還抵抗、12は第2の演
算増幅器、13は抵抗(第5の抵抗)、14は抵抗(第
6の抵抗)、15は出力回路。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社(乃2名) 手続補正書(自発)
抵抗)、3は3線式抵抗型温度センサ、4.5.6はリ
ード線(第1〜第3のリード線)、7は分圧用抵抗、8
は第1の演算増幅器、9は抵抗(第3の抵抗)、10は
抵抗(第4の抵抗)、11は帰還抵抗、12は第2の演
算増幅器、13は抵抗(第5の抵抗)、14は抵抗(第
6の抵抗)、15は出力回路。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社(乃2名) 手続補正書(自発)
Claims (3)
- (1)所定の電圧を3線式抵抗型温度センサの両側で高
圧側および低圧側に分圧する分圧回路と、夫々の非反転
入力端子が前記高圧側および低圧側に夫々接続された一
対の第1および第2の演算増幅器と、この第1の演算増
幅器の出力側とその非反転入力端子とに接続された帰還
抵抗と、前記第1および第2の演算増幅器の夫々の出力
に比例した信号を前記第1および第2の演算増幅器の夫
々の反転入力端子側に出力する反転入力信号発生回路と
、前記第1および第2の演算増幅器の両出力の差をとつ
て出力する出力回路とを備えた3線式抵抗型温度センサ
の温度補償回路。 - (2)前記高圧側は定電圧源に接続された第1の抵抗と
前記3線式抵抗型温度センサとの接続点であり、前記反
転入力信号発生回路は前記第1の演算増幅器の出力側と
接地との間に直列接続された第3および第4の抵抗であ
ると共に前記第2の演算増幅器の出力側と接地との間に
直列接続された第5および第6の抵抗であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の3線式抵抗型温度セ
ンサの温度補償回路。 - (3)前記第5および第6の抵抗の夫々の抵抗値をr_
2、r_1とし、前記第3および第4の抵抗の夫々の抵
抗値をr_4、r_3とし、前記第1の抵抗の抵抗値を
r_5とし、前記帰還抵抗の抵抗値をr_6とすると、 r_6/r_5=r_4/r_3、(2r_4)/r_
3−r_2/r_1+1=0の関係が成立することを特
徴とする特許請求の範囲第2項記載の3線式抵抗型温度
センサの温度補償回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16748985A JPH0625701B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 3線式抵抗温度センサの温度検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16748985A JPH0625701B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 3線式抵抗温度センサの温度検出回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6228627A true JPS6228627A (ja) | 1987-02-06 |
JPH0625701B2 JPH0625701B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=15850626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16748985A Expired - Lifetime JPH0625701B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 3線式抵抗温度センサの温度検出回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0625701B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110108380A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-09 | 无锡市百川科技股份有限公司 | 一种应用于纺织加弹机中联苯加热箱的精密测温*** |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP16748985A patent/JPH0625701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110108380A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-09 | 无锡市百川科技股份有限公司 | 一种应用于纺织加弹机中联苯加热箱的精密测温*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0625701B2 (ja) | 1994-04-06 |
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