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
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- 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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- temperature sensor
- 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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