JPS63273026A - Input circuit of temperature measuring instrument - Google Patents
Input circuit of temperature measuring instrumentInfo
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、熱電対と３線式測温抵抗体から出力される
アナログ温度信号を入力処理する温度測定装置の入力回
路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an input circuit for a temperature measuring device that inputs and processes analog temperature signals output from a thermocouple and a three-wire resistance temperature sensor.
（従来の技術〕
温度測定に用いられる熱電対は、温度に対応する熱起電
力を発生するから何ら電源を必要とすることがなく、′
その発生する熱起電力を測定することにより、被測定物
の温度を感知できるように構成されている。このため、
測定回路も比較的簡素に組まれるもので、比較的高温度
の測定に用いられている。(Prior art) Thermocouples used for temperature measurement do not require any power source because they generate a thermoelectromotive force that corresponds to the temperature.
By measuring the generated thermoelectromotive force, the temperature of the object to be measured can be sensed. For this reason,
The measurement circuit is also relatively simple to construct, and is used to measure relatively high temperatures.
また、３線式測温抵抗体は、定電流源から基準抵抗器と
測温抵抗器とに定電流を供給し、面抵抗器の抵抗値の差
を演算して被測定物の温度を求めるもので、比較的低温
度の測定精度を必要とする温度測定に用いられている。In addition, with a 3-wire RTD, a constant current is supplied from a constant current source to a reference resistor and a RTD, and the temperature of the object to be measured is determined by calculating the difference in the resistance values of the sheet resistors. It is used for temperature measurements that require relatively low temperature measurement accuracy.
ところが、熱電対と３線式測温抵抗体とでは。 However, with thermocouples and 3-wire resistance thermometers.
検出されたアナログ温度信号の処理形態が全く異なるた
め、熱電対の入力回路と３線式測温抵抗体の入力回路を
併用できるものがなく、それぞれ別々に構成していたた
め、構成が複雑で計装上の制約になるという問題点があ
った。Since the processing format of the detected analog temperature signal is completely different, there is no one that can use both the thermocouple input circuit and the 3-wire resistance thermometer input circuit, and each has to be configured separately, making the configuration complicated and difficult to measure. There was a problem with the mounting restrictions.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、単一の回路構成で熱電対からのアナログ
温度信号と３線式測温抵抗体からのアナログ温度信号を
入力処理することを可能とした温度測定装置の入力回路
を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and inputs and processes analog temperature signals from a thermocouple and a 3-wire resistance thermometer using a single circuit configuration. The purpose of this invention is to obtain an input circuit for a temperature measuring device that makes it possible to do this.
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る温度測定装置の入力回路は、第１のスイ
ッチ手段により選択される熱電対の２本の出力線と第２
のスイッチ手段により選択される３線式測温抵抗体の３
本の出力線の内の２本の出力線とが共通に結線されるよ
う構成し、前記３線式測温抵抗体に２方向から規定電流
を流すべく該３線式測温抵抗体の共通にされた出力線の
内の１本の出力線と共通にされていない１本の出力線と
を切換える第３のスイッチ手段を備えるとともに、この
第３のスイッチ手段を介して選択的に前記３線式測温抵
抗体に規定電流を供給する定電流源を具備したものであ
る。[Means for Solving the Problems] The input circuit of the temperature measuring device according to the present invention includes two output lines of a thermocouple selected by the first switch means and a second output line of the thermocouple selected by the first switch means.
3 of the 3-wire resistance temperature detector selected by the switch means of
The three-wire resistance temperature detector is configured so that two of the output lines of the main body are connected in common, and a specified current is passed through the three-wire resistance temperature detector from two directions. A third switch means is provided for switching between one output line of the shared output lines and one output line that is not shared, and selectively switches the third output line through the third switch means. It is equipped with a constant current source that supplies a specified current to the wire type resistance temperature detector.
この発明における温度測定装置の入力回路は、第１のス
イッチ手段により選択される熱電対の２本の出力線と第
２のスイッチ手段により選択される３線式測温抵抗体の
３本の出力線の内の２本の出力線とが共通に結線される
よう構成したことにより、熱電対、３線式測温抵抗体の
種類の異なる測温センサからのアナログ温度信号を単一
の入力回路で処理することを可能とする。The input circuit of the temperature measuring device according to the present invention includes two output lines of a thermocouple selected by a first switch means and three output lines of a three-wire resistance temperature detector selected by a second switch means. By configuring two of the output lines to be connected in common, analog temperature signals from different types of temperature sensors such as thermocouples and 3-wire resistance thermometers can be connected to a single input circuit. It is possible to process with
また、３線式測温抵抗体に２方向から規定電流を流すべ
く該３線式測温抵抗体の共通にされた出力線の内の１本
の出力線と共通にされていない１本の出力線とを切換え
る第３のスイッチと、この第３のスイッチを介して前記
３線式測温抵抗体に規定電流を供給する定電流源を具備
したことにより、前記３線式測温抵抗体の配線抵抗の影
響を受けることなく、測定温度を求めることを可能とす
る。In addition, in order to apply a specified current to the 3-wire resistance thermometer from two directions, one of the common output wires of the 3-wire resistance thermometer and one output wire that is not common are connected. By including a third switch for switching the output line and a constant current source that supplies a specified current to the three-wire resistance temperature detector through the third switch, the three-wire resistance temperature detector It is possible to obtain the measured temperature without being affected by the wiring resistance.
第１図はこの発明の一実施例による温度測定装置の入力
回路を示すブロック図であり、第１図において、１はス
イッチＳＷＩ〜ＳＷ３から構成されたマルチプレクサで
あり、スイッチＳＷＩは連動する接点１８〜１ｃで構成
され、スイッチＳＷ２は連動する接点２８〜２ｃで構成
され、スイッチＳＷ３は連動する接点３ａ〜３ｃで構成
されている。FIG. 1 is a block diagram showing an input circuit of a temperature measuring device according to an embodiment of the present invention. In FIG. -1c, the switch SW2 is composed of interlocking contacts 28-2c, and the switch SW3 is composed of interlocking contacts 3a-3c.
接点１ａ、ｌｂには熱電対２が接続され、接点２８〜２
ｃには３線式測温抵抗体３が接続され、接点３ａ〜３ｃ
には、３線式測温抵抗体４（熱電対による温度測定時の
冷接点温度測定用）が接続されている。Thermocouple 2 is connected to contacts 1a and lb, and contacts 28 to 2
The 3-wire resistance temperature detector 3 is connected to c, and the contacts 3a to 3c
A three-wire resistance temperature detector 4 (for cold junction temperature measurement when temperature is measured by a thermocouple) is connected to.
５は回路切換えスイッチ、６は定電流源、７は定電流源
６の出力回路を開閉するスイッチ、８は増幅率可変の増
幅器、９はＡ／Ｄ変換器、１０は中央処理装置（以下、
ＣＰＵと略称する）であり、スイッチ７を開閉するスイ
ッチ制御信号Ｃ１、スイッチＳＷＩ〜ＳＷ３を開閉制御
するマルチプレクサ制御信号Ｃ２、回路切換えスイッチ
５を切換え制御するスイッチ制御信号Ｃ３，増幅器８の
ゲイン制御信号Ｃ４，Ａ／Ｄ変換器９のＡ／Ｄ変換制御
信号Ｃｓを所定のタイミングで出力する。ｒｏは３線式
測温抵抗体３の配線抵抗値、ｒ２は３線式測温抵抗体４
の配線抵抗値である。5 is a circuit changeover switch, 6 is a constant current source, 7 is a switch for opening and closing the output circuit of the constant current source 6, 8 is an amplifier with variable gain, 9 is an A/D converter, and 10 is a central processing unit (hereinafter referred to as
A switch control signal C1 that opens and closes the switch 7, a multiplexer control signal C2 that controls the opening and closing of the switches SWI to SW3, a switch control signal C3 that controls the switching of the circuit changeover switch 5, and a gain control signal of the amplifier 8. C4, outputs the A/D conversion control signal Cs of the A/D converter 9 at a predetermined timing. ro is the wiring resistance value of the 3-wire resistance temperature detector 3, and r2 is the wiring resistance value of the 3-wire resistance temperature detector 4.
is the wiring resistance value.
第２図（ａ）は第１図の入力回路において、第１のスイ
ッチ手段としてのスイッチＳＷＩの連動接点１ａ〜１ｃ
をオン、回路切換えスイッチ５を端子５ａ側に投入、ス
イッチ７をオフ（これら３つのスイッチ状態は測定期間
中保持されている）し、熱電対２からのアナログ温度信
号を測定するようにした回路部分のみを抽出した回路図
であり、第２図（ｂ）はその抽出回路の等価回路である
。FIG. 2(a) shows the interlocking contacts 1a to 1c of the switch SWI as the first switch means in the input circuit of FIG.
is turned on, the circuit changeover switch 5 is turned to the terminal 5a side, and the switch 7 is turned off (these three switch states are held during the measurement period), and the analog temperature signal from the thermocouple 2 is measured. This is a circuit diagram in which only a portion is extracted, and FIG. 2(b) is an equivalent circuit of the extracted circuit.
第２図（ｂ）においてｏ ｒｔａｙ ｒｘ＞は接点１
ａ。In Fig. 2(b), o rtay rx> is the contact point 1
a.
１ｂのオン抵抗値、ｒ’ｓａは回路切換えスイッチ５を
端子５ａ側に投入したときのオン抵抗値、ＯＰは演算増
幅器、ｒｓｙ ｒｆはゲイン決定抵抗値であり、この演
算増幅器ｏｐとゲイン決定抵抗値ｒｓｔｒｔとで増幅器
８を構成している。1b is the on-resistance value, r'sa is the on-resistance value when the circuit changeover switch 5 is turned on to the terminal 5a side, OP is the operational amplifier, and rsy rf is the gain-determining resistance value. The value rst constitutes an amplifier 8.
いま、演算増幅器ＯＰのリーク電流をｉ、熱電対２の熱
起電力をＥとすると、この熱起電力Ｅと演算増幅器ＯＰ
の出力電圧Ｖ。どの間には、次の関係式が成立する。Now, if the leakage current of the operational amplifier OP is i and the thermoelectromotive force of the thermocouple 2 is E, then this thermoelectromotive force E and the operational amplifier OP
The output voltage V. Between which, the following relational expression holds true.
ここで、ｒ７（＝ ｒＢ＋ｒ’ｘｂ ＋ ｒｓａところ
が、一般にリーク電流ｉは十分に小さく、また、全スイ
ッチのオン抵抗値が十分小さいようにスイッチ素子を選
択すれば、上記（１）式中の熱起電力Ｅは、Ｅ）ｒｔｅ
−ｉとなり、上記（１）式は下記（２）式のようにみな
せ、熱起電力Ｅを演算増幅器ＯＰの出力電圧Ｖ、から知
ることができる。Here, r7 (= rB + r'xb + rsa) However, in general, the leakage current i is sufficiently small, and if the switching elements are selected so that the on-resistance values of all switches are sufficiently small, then the heat in equation (1) above can be reduced. The electromotive force E is E) rte
-i, and the above equation (1) can be regarded as the following equation (2), and the thermoelectromotive force E can be determined from the output voltage V of the operational amplifier OP.
ｒ５＋ｒｔ
上記熱電対２による温度検出測定を行う場合には、冷接
点温度測定が必要となる。そこで、第１図は３線式測温
抵抗体４に１チヤネルを割当てて測定するという従来か
らの構成を利用しているが。r5+rt When performing temperature detection measurement using the thermocouple 2, cold junction temperature measurement is required. Therefore, FIG. 1 utilizes a conventional configuration in which one channel is assigned to the three-wire resistance temperature detector 4 for measurement.
例えば、独立した増幅器とＡ／Ｄ変換器による冷接点温
度測温回路を用いるようにしてもよい。For example, a cold junction temperature measurement circuit including an independent amplifier and an A/D converter may be used.
第３図（ａ）は第１図の入力回路において、第２のスイ
ッチ手段としてのスイッチＳＷ２の連動接点２８〜２ｃ
をオン、スイッチ７をオン（これら２つのスイッチの状
態は測定期間中保持されている）し、３線式測温抵抗体
３からのアナログ温度信号を測定するようにした回路部
分のみを抽出した回路図であり、第３図（ｂ）は第３の
スイッチ手段としての回路切換えスイッチ５を端子５ａ
側に投入したときの上記抽出回路の等価回路図、第３図
（Ｃ）は回路切換えスイッチ５を端子５ｂ側に投入した
ときの上記抽出回路の等価回路図である。FIG. 3(a) shows the interlocking contacts 28 to 2c of the switch SW2 as the second switch means in the input circuit of FIG.
, switch 7 is turned on (the states of these two switches are maintained during the measurement period), and only the circuit portion that measures the analog temperature signal from the 3-wire resistance thermometer 3 is extracted. This is a circuit diagram, and FIG. 3(b) shows the circuit changeover switch 5 as the third switch means connected to the terminal 5a.
FIG. 3(C) is an equivalent circuit diagram of the extraction circuit when the circuit changeover switch 5 is turned on the terminal 5b side.
第３図（ａ）〜（ｃ）において、前記第１図。In FIGS. 3(a) to 3(c), the above-mentioned FIG.
第２図（ａ）、Ｃｂ）と同一部分には同一符号を付しで
ある６いま、マルチプレクサ１の接点２ａ〜２ｃのオン
抵抗値をｒ’２ａ＊ ｒ２訪ｇ ｒ２ｃｍ回路切換えス
イッチ５を端子５ｂ側に投入したときのオン抵抗値をｒ
５゜、定電流源６からの電流をｉｃ、上記回路切換えス
イッチ５を端子Ｓａ側に投入したときの演算増幅器ＯＰ
の出力電圧をＶ。い回路切換えスイッチ５を端子５ｂ側
に投入したときの演算増幅器ＯＰの出力電圧をＶ、とじ
たとき、３線式測温抵抗体３の測定部抵抗値Ｒ１配線抵
抗値ｒ１と出力電圧ｖ０１との間には、第３図（ｂ）か
られかるように次の関係式が成立する。The same parts as in Fig. 2 (a) and Cb) are given the same reference numerals. 6 Now, the on-resistance values of the contacts 2a to 2c of the multiplexer 1 are r'2a * r2 visit g r2cm The circuit changeover switch 5 is connected to the terminal The on-resistance value when it is applied to the 5b side is r
5°, the operational amplifier OP when the current from the constant current source 6 is IC, and the circuit changeover switch 5 is turned on to the terminal Sa side.
The output voltage of V. When the circuit changeover switch 5 is turned on to the terminal 5b side, the output voltage of the operational amplifier OP is V, and the measurement part resistance value R1 of the 3-wire resistance temperature detector 3 and the wiring resistance value r1 and the output voltage v01 are As can be seen from FIG. 3(b), the following relational expression holds true.
ｃ
ここでｒｐＴｏｌ： ｒｚａ＋ ｒ２ｂ ＋ ｒｓａと
ころが、一般にリーク電流ｉは定電流源６からの電流ｉ
ｃに比べて十分に小さい（ｉｃ＞ｉ）。c Here, rpTol: rza + r2b + rsa However, in general, the leakage current i is the current i from the constant current source 6.
It is sufficiently smaller than c (ic>i).
従って、上記（３）式は下記（４）式のように置換され
る。Therefore, the above formula (3) is replaced as shown in the following formula (4).
ｅ
次に、回路切換えスイッチ５を端子５ｂ側に投入したと
きには、第３図（ａ）の回路は第３図（ｃ）の等価回路
となり、配線抵抗値ｒ１と演算増幅器ＯＰの出力電圧Ｖ
。２との間には、次の関係式が成立する。e Next, when the circuit changeover switch 5 is turned on to the terminal 5b side, the circuit of FIG. 3(a) becomes the equivalent circuit of FIG. 3(c), and the wiring resistance r1 and the output voltage V of the operational amplifier OP
. 2, the following relational expression holds true.
ｅ
ここで−ｒｐＴｏ、： ｔ’ｚｂ 十ｒｚｃ＋ｒ’ｓｂ
ところが、前記のように（ｉｃ）ｉ）であるから、上記
（５）式は下記（６）式のように置換される。e where -rpTo,: t'zb tenrzc+r'sb
However, since (ic)i) as described above, the above formula (5) is replaced as shown in the following formula (6).
ｇｌ
そこで、上記（５）式および（６）式の辺々をそれぞれ
減算すると、下記（７）式が得られる。gl Therefore, by subtracting the sides of the above equations (5) and (6), the following equation (7) is obtained.
ここで、ｒ２Ｂ−Ｊ” ｒ２ｃ＋ ｒｓａ” ｒｓｂ
となるようなスイッチ素子を用いると、上記（７）式は
次のように置換される。Here, r2B-J" r2c+ rsa" rsb
If a switch element such as is used, the above equation (7) is replaced as follows.
Ｒ−ｉ ｃ＝ （Ｖｏ、ＶＩ、−）ｒｇ＋ｒｚ
従って、上記（８）式より、演算増幅器ＯＰの出力電圧
Ｖ ａｔｅ Ｖｌ１２を測定することにより、配線抵抗
値ｒ１の影響を受けることなく測定部抵抗値Ｒを求める
ことができる。R-i c= (Vo, VI, -) rg+rz Therefore, from the above equation (8), by measuring the output voltage V ate Vl12 of the operational amplifier OP, the resistance of the measuring part can be adjusted without being affected by the wiring resistance value r1. The value R can be determined.
なお、上記実施例では１回路切換えスイッチ５の端子５
ａ側への投入時と端子５ｂ側への投入時の増幅器８の増
幅率をｒｓ＋ｒｆと同一にしているが、これを同一にす
る必要はない。また、定電流源からの電流ｉｅも同一の
値としているが、これも同一とする必要はない。In the above embodiment, the terminal 5 of the single circuit changeover switch 5
Although the amplification factor of the amplifier 8 is set to be the same as rs+rf when inputting to the a side and when inputting to the terminal 5b side, it is not necessary to make them the same. Further, although the current ie from the constant current source is also set to the same value, it is not necessary to set it to the same value.
第４図は動作手順を示すフローチャートであり、まず、
ＣＰＵｌ０は手動で指定される入力センサが熱電対（Ｔ
／Ｃ）か否かを判定しくステップ４−１） 、ＹＥＳ
ＣＴ／Ｃの場合）ならば増幅器８に対しゲイン制御信号
Ｃ４を出力し、前記第（２）式を満足するように演算増
幅器ＯＰのゲイン決定抵抗値ｒｓ＊ｒ’ｆを決定する（
ステップ４−２）。FIG. 4 is a flowchart showing the operating procedure. First,
For CPU10, the manually specified input sensor is a thermocouple (T
Step 4-1), YES
In the case of CT/C), the gain control signal C4 is output to the amplifier 8, and the gain determining resistance value rs*r'f of the operational amplifier OP is determined so as to satisfy the above equation (2) (
Step 4-2).
次いで、ＣＰＵｌ０はスイッチ制御信号Ｃ１を出力して
、スイッチ７をオフ状態に設定しくステップ４−３）、
スイッチ制御信号Ｃ３を出力して、回路切換えスイッチ
５を端子５ａ側に接続しくステップ４−４） 、マルチ
プレクサ制御信号Ｃ２を出力して、スイッチＳＷＩの連
動接点１ａ〜ＩＣを選択的にオンする（ステップ４−５
）。これにより、前記第２図（ａ）に示した熱電対２に
対する入力回路が構成され、その等価回路は第２図（ｂ
）のようになる。Next, the CPU 10 outputs the switch control signal C1 to set the switch 7 to the OFF state (Step 4-3).
Output the switch control signal C3 to connect the circuit selector switch 5 to the terminal 5a side (step 4-4), output the multiplexer control signal C2 to selectively turn on the interlocking contacts 1a to IC of the switch SWI (step 4-4). Step 4-5
). As a result, an input circuit for the thermocouple 2 shown in FIG. 2(a) is constructed, and its equivalent circuit is shown in FIG. 2(b).
)become that way.
上記の状態下において、熱電対２から温度に応じて出力
される熱起電力Ｅの安定後、増幅器８で増幅された出力
電圧ｖ０をＡ／Ｄ変換器９でＡ／Ｄ変換測定を行う（ス
テップ４−６）。Under the above conditions, after the thermoelectromotive force E output from the thermocouple 2 according to the temperature is stabilized, the output voltage v0 amplified by the amplifier 8 is A/D converted and measured by the A/D converter 9 ( Step 4-6).
次いで、ＣＰＵｌ０はマルチプレクサ制御信号Ｃ２でス
イッチＳＷ１の連動接点１ａ〜ＩＣをオフとしくステッ
プ４−７）、Ａ／Ｄ変換器９から出力されるディジタル
温度データを前記第（２）式に基づいて温度計算を行い
（ステップ４−８）。Next, the CPU 10 turns off the interlocking contacts 1a to IC of the switch SW1 using the multiplexer control signal C2 (step 4-7), and converts the digital temperature data output from the A/D converter 9 based on the above equation (2). Perform temperature calculation (step 4-8).
制御を終了する。なお、上記の制御では冷接点温度補償
については省略している。End control. Note that in the above control, cold junction temperature compensation is omitted.
一方、前記ステップ４−１の判断で、Ｎｏの場合、つま
り、３線式測温抵抗体（ＲＴＤ）の場合、ＣＰＵｌ０は
ゲイン制御信号Ｃ４を出力して、前記第（４）式を満足
するように演算増幅器ＯＰのゲイン決定抵抗値ｒ’！ｉ
ｔ ｒｆを設定する（４−９）。On the other hand, if the determination in step 4-1 is No, that is, in the case of a 3-wire resistance temperature detector (RTD), CPU10 outputs the gain control signal C4 to satisfy the equation (4). The gain determining resistance value of the operational amplifier OP is r'! i
Set t rf (4-9).
次いで、ＣＰＵｌ０はスイッチ制御信号Ｃ１を出力して
、スイッチ７をオン状態に設定しくステップ４−１０）
、スイッチ制御信号Ｃ１を出力して、回路切換えスイッ
チ５を端子５ａ側に接続しくステップ４−１１）、マル
チプレクサ制御信号。Next, the CPU 10 outputs the switch control signal C1 to turn on the switch 7 (step 4-10).
, output the switch control signal C1 to connect the circuit changeover switch 5 to the terminal 5a side.Step 4-11), the multiplexer control signal.
Ｃ２を出力して、スイッチＳＷ２の連動接点２ａ〜２ｃ
を選択的にオンする（ステップ４−１２）。C2 is output and the interlocking contacts 2a to 2c of switch SW2
is selectively turned on (step 4-12).
これにより、前記第３図（ａ）に示した３線式測温抵抗
体３に対する入力回路が構成され、その等価回路は第３
図（ｂ）のようになる。This constitutes an input circuit for the three-wire resistance temperature detector 3 shown in FIG. 3(a), and its equivalent circuit is the third one.
The result will be as shown in figure (b).
この状態下において、温度に応じて、３線式測温抵抗体
３から出力される入力の安定後、増幅器８で増幅された
出力電圧Ｖ。１をＡ／Ｄ変換器９でＡ／Ｄ変換測定を行
い（ステップ４−１３）、とのＡ／Ｄ変換器９からのデ
ィジタル温度データＤ１をＣＰＵｌ０内のメモリに一旦
格納する。Under this condition, the output voltage V is amplified by the amplifier 8 after the input from the three-wire resistance thermometer 3 is stabilized according to the temperature. 1 is A/D converted and measured by the A/D converter 9 (step 4-13), and the digital temperature data D1 from the A/D converter 9 is temporarily stored in the memory in the CPU10.
次いで、ＣＰｔＪ １０はスイッチ制御信号Ｃ３を出力
して、回路切換えスイッチ５を端子５ｂ側に接続する（
ステップ４−１４）。Next, the CPtJ 10 outputs the switch control signal C3 to connect the circuit changeover switch 5 to the terminal 5b side (
Step 4-14).
これにより、第３図（ｃ）に示した等価回路が構成され
る。続いて、ＣＰＵｌ０はゲイン制御信号Ｃ４を出力し
て、前記第（６）式を満足するように演算増幅器ＯＰの
ゲイン決定抵抗値ｒ’ｓｅ ｒｆを再設定する（ステッ
プ４−１５）。As a result, the equivalent circuit shown in FIG. 3(c) is constructed. Subsequently, the CPU 10 outputs the gain control signal C4 and resets the gain determining resistance value r'se rf of the operational amplifier OP so as to satisfy the equation (6) (step 4-15).
この状態下において、３線式測温抵抗体３から出力され
る入力の安定後、増幅器８で増幅された出力電圧ｖ０２
をＡ／Ｄ変換器９でＡ／Ｄ変換測定を行い（ステップ４
−１６）、続いて、ＣＰＵＩＯはマルチプレクサ制御信
号Ｃ２を出力して、スイッチＳＷ２の連動接点２８〜２
Ｃをオフする（ステップ４−１７）。Under this condition, after the input from the 3-wire resistance temperature detector 3 stabilizes, the output voltage v02 is amplified by the amplifier 8.
A/D conversion measurement is performed using the A/D converter 9 (Step 4)
-16), then the CPUIO outputs the multiplexer control signal C2 to connect the interlocking contacts 28 to 2 of the switch SW2.
C is turned off (step 4-17).
次いで、Ａ／Ｄ変換器９から出力されるディジタル温度
データＤ８と既にメモリに格納された温度データＤ、と
から、前記第（８）式に基づいて３線弐測温抵抗体３の
抵抗値Ｒを演算しくステップ４−１８）、所望とする温
度計算を実行して（ステップ４−１９）、制御を終了す
る。Next, from the digital temperature data D8 output from the A/D converter 9 and the temperature data D already stored in the memory, the resistance value of the three-wire two-wire temperature-measuring resistor 3 is determined based on the equation (8). R is calculated (Step 4-18), desired temperature calculation is executed (Step 4-19), and the control is ended.
なお、上記実施例では、ステップ４−１５で再度ゲイン
設定を行う場合について説明したが、必要に応じて実行
処理を省略してもよい。また、上記各ステップ４−１〜
４−１９の各順序は可逆的に入れ替えてもよい。In the above embodiment, the case where the gain setting is performed again in step 4-15 has been described, but the execution process may be omitted if necessary. In addition, each step 4-1~
Each order of 4-19 may be reversibly replaced.
上記実施例では多チヤンネル入力を処理する場合につい
て説明したが、多チヤンネル入力に限定されることはな
く、第５図に示すように１回路切換えスイッチ５の接点
５ａ、５ｂに熱電対２と３線式測温抵抗体３を交換的に
接続してもよい、この場合は第１図におけるマルチプレ
クサ１は不要である。Although the above embodiment describes the case where multi-channel input is processed, it is not limited to multi-channel input, and as shown in FIG. The wire resistance temperature detectors 3 may be connected interchangeably, in which case the multiplexer 1 in FIG. 1 is not required.
熱電対２による温度検出測定を行う場合には、冷接点温
度補償が必要となる。そこで、従来は第１図に示すよう
に、３線式測温抵抗体４に１チヤンネルを割当てて測定
する構成を利用しているが、第５図に示すように独立し
た冷接点温度回路を構成してもよい。When performing temperature detection measurement using the thermocouple 2, cold junction temperature compensation is required. Therefore, conventionally, as shown in Fig. 1, a configuration is used in which one channel is assigned to the 3-wire resistance thermometer 4 for measurement, but as shown in Fig. 5, an independent cold junction temperature circuit is used. may be configured.
第５図において、１１は冷接点温度測定用抵抗体で、一
端が回路切換えスイッチ５の端子５Ｃ側に接続され、他
端がグランドに接続されている。In FIG. 5, reference numeral 11 denotes a resistor for measuring cold junction temperature, one end of which is connected to the terminal 5C side of the circuit changeover switch 5, and the other end connected to the ground.
冷接点温度補償のために、ＣＰＵｌ０がスイッチ制御信
号Ｃ１を出力し、回路切換えスイッチ５を端子５ｃ側に
接続するとともに、スイッチ制御信号Ｃ１を出力してス
イッチ７をオンすると、第６図に示す冷接点温度測定用
の等価回路が構成される。第６図において、Ｒ６ｃは回
路切換えスイッチ５を端子５ｃ側に投入したときのオン
抵抗値である。In order to compensate for the cold junction temperature, the CPU 10 outputs the switch control signal C1, connects the circuit selector switch 5 to the terminal 5c side, and outputs the switch control signal C1 to turn on the switch 7, as shown in FIG. An equivalent circuit for cold junction temperature measurement is constructed. In FIG. 6, R6c is the on-resistance value when the circuit changeover switch 5 is turned on to the terminal 5c side.
測温抵抗体１１の抵抗値Ｒをオン抵抗値ｒ’ｓｃよりも
十分大きく設定した場合、すなわち、Ｒ）ｒｓｃならば
、抵抗値Ｒは下記筒（９）式が成立することを考慮する
と、
ｒ５＋ｒｆ
ｒｇ＋ｒｔ ｌｃ
となる。When the resistance value R of the temperature sensing resistor 11 is set sufficiently larger than the on-resistance value r'sc, that is, R)rsc, the resistance value R is calculated by considering that the following equation (9) holds true: r5+rf rg+rt lc.
従って、ＣＰＵｌ０がスイッチ制御信号Ｃ１を出力し、
回路切換えスイッチ５を端子５Ｃ側に接続するとともに
、スイッチ制御信号Ｃ１を出力して、スイッチ７をオン
した状態で、増幅器８にあらかじめ設定された増幅率で
増幅された出力電圧ｖ０が後段のＡ／Ｄ変換器９に出力
される。このＡ／Ｄ変換器９から出力されるディジタル
温度データを前記第（９）式に基づいて演算すると、所
望とする冷接点温度補償が行える。Therefore, CPUl0 outputs the switch control signal C1,
When the circuit changeover switch 5 is connected to the terminal 5C side and the switch control signal C1 is output, and the switch 7 is turned on, the output voltage v0 amplified by the preset amplification factor of the amplifier 8 is output to the subsequent stage A. /D converter 9. By calculating the digital temperature data output from this A/D converter 9 based on the above-mentioned equation (9), desired cold junction temperature compensation can be performed.
なお、オン抵抗値ＲｓＣをあらかじめ測定しておき（測
温抵抗体１１を短絡）、その値をＣＰ ＵＩＯ内のメモ
リに記憶しておくことにより、冷接点温度補償を演算処
理で行っても同様の結果が得られる。Note that by measuring the on-resistance value RsC in advance (short-circuiting the resistance temperature detector 11) and storing that value in the memory in the CPU UIO, the same effect can be obtained even if the cold junction temperature compensation is performed by arithmetic processing. The result is obtained.
上記実施例では、熱電対２の出力を測定する場合、スイ
ッチ７をオフとし、定電流ｉｃが流れないように制御し
ているが、このスイッチ７を除いても熱電対の温度測定
を行うことが可能である。In the above embodiment, when measuring the output of the thermocouple 2, the switch 7 is turned off and controlled so that the constant current IC does not flow, but the temperature of the thermocouple can be measured even if this switch 7 is omitted. is possible.
しかし、スイッチ７を除くと、常時、定電流源６が接続
されていることから、配線抵抗値および連動接点１ａ
（ｌｂ、ｌｃ）のオン抵抗値の和の抵抗値をｒｘとする
と、次の（１０）式で表わされる誤起電力ＶＲを生ずる
。However, since the constant current source 6 is always connected except for the switch 7, the wiring resistance value and the interlocking contact 1a
If the resistance value of the sum of the on-resistance values of (lb, lc) is rx, an erroneous electromotive force VR expressed by the following equation (10) is generated.
ＶＱ ＝ｒｘ（ｉｃ＋ｉ） −−（１０）そこで、第
７図に示すように、上記誤起電力Ｖρを十分に小さな値
になるように、抵抗値ｒｘ。VQ=rx(ic+i) --(10) Therefore, as shown in FIG. 7, the resistance value rx is adjusted so that the above-mentioned erroneous electromotive force Vρ becomes a sufficiently small value.
リーク電流ｉ、定電流ｉ（を決定すれば、スイッチ７を
省略して回路構成を簡略化できる。By determining the leakage current i and the constant current i, the switch 7 can be omitted and the circuit configuration can be simplified.
また、抵抗値ｒ×、定電流ｉｅ、リーク電流ｉが十分に
小さいことを利用して、熱電対部分を短絡して誤起電力
Ｖｐを測定し、ＣＰＵｌ０内のメモリに記憶させ、測定
の際に読み出して補正するように構成することもできる
。Also, by taking advantage of the fact that the resistance value r×, constant current ie, and leakage current i are sufficiently small, the thermocouple part is shorted to measure the erroneous electromotive force Vp, and it is stored in the memory in CPU10 and used for measurement. It can also be configured to read out and correct the data.
以上のように、この発明によれば、数個のスイッチ手段
を操作することにより、単一の回路構成で熱電対からの
アナログ温度信号と３線式測温抵抗体からのアナログ温
度信号を入力処理するように構成したので、入力回路の
共通化が可能となり、回路構成が簡略化される。しかも
、３線式測温抵抗体の配線抵抗の影響を受けることなく
測定温度を求めるように構成したので、測定精度が向上
する。また、上記各スイッチ手段の操作を中央処理装置
からの制御信号によって自動的に行うように構成したの
で、簡単な操作で測温入力処理を行うことができる効果
がある。As described above, according to the present invention, by operating several switch means, an analog temperature signal from a thermocouple and an analog temperature signal from a three-wire resistance thermometer are inputted using a single circuit configuration. Since the configuration is configured to process the data, it is possible to share the input circuit, and the circuit configuration is simplified. Furthermore, the measurement accuracy is improved because the measurement temperature is determined without being influenced by the wiring resistance of the three-wire resistance temperature sensor. Further, since the above-described respective switch means are configured to be automatically operated by control signals from the central processing unit, there is an effect that temperature measurement input processing can be performed with simple operations.
第１図はこの発明の一実施例による温度測定装置の入力
回路を示すブロック図、第２１ｍ （ａ）は第１図の入
力回路中より熱電対からのアナログ温度信号を入力する
回路部分のみを抽出した回路図、第２図（ｂ）はその抽
出回路の等価回路図、第３図（ａ）は第１図の入力回路
中より３線式測温抵抗体からのアナログ温度信号を入力
する回路部分のみを抽出した回路図、第３図（ｂ）、第
３図（Ｑ）は回路切換えスイッチの投入により切換えら
れた第３図（ａ）の抽出回路の等価回路図、第４図は動
作手順を示すフローチャート、第５図はこの発明の他の
実施例による温度測定装置の入力回路を示すブロック図
、第６図は第５図の回路中より冷接点測温抵抗体を接続
した回路部分のみを抽出した等価回路図、第７図は誤起
電力を処理する等価回路図である。
図中、２は熱電対、３，４は３線式測温抵抗体、５は回
路切換えスイッチ、６は定電流源、７はスイッチ、８は
増幅器、９はＡ／Ｄ変換器、１０は中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）である。FIG. 1 is a block diagram showing an input circuit of a temperature measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 21(a) shows only the circuit portion of the input circuit of FIG. The extracted circuit diagram, Figure 2(b) is an equivalent circuit diagram of the extracted circuit, and Figure 3(a) is the input circuit of Figure 1, where the analog temperature signal from the 3-wire resistance temperature sensor is input. Figure 3 (b) and Figure 3 (Q) are circuit diagrams in which only the circuit parts are extracted, and Figure 3 (Q) is an equivalent circuit diagram of the extraction circuit in Figure 3 (a) that is switched by turning on the circuit changeover switch. A flowchart showing the operating procedure, FIG. 5 is a block diagram showing an input circuit of a temperature measuring device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a circuit in which a cold junction resistance temperature detector is connected from the circuit in FIG. 5. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram in which only a portion is extracted, and FIG. 7 is an equivalent circuit diagram for processing an erroneous electromotive force. In the figure, 2 is a thermocouple, 3 and 4 are 3-wire RTDs, 5 is a circuit changeover switch, 6 is a constant current source, 7 is a switch, 8 is an amplifier, 9 is an A/D converter, and 10 is a central processing unit (CP)
U).
Claims (1)
手段（ＳＷ１）と、この第１のスイッチ手段により選択
された前記熱電対の熱起電力から測定温度を求める信号
処理装置（１０）を有した温度測定装置において、３線
式測温抵抗体（３）と、この３線式測温抵抗体を選択す
る第２のスイッチ手段（ＳＷ２）とを備え、前記第１の
スイッチ手段により選択される前記熱電対の２本の出力
線と前記第２のスイッチ手段により選択される前記３線
式測温抵抗体の３本の出力線の内の２本の線とが共通に
結線されるよう構成し、前記３線式測温抵抗体に２方向
から規定電流を流すべく該３線式測温抵抗体の共通にさ
れた出力線の内の１本の出力線と共通にされていない１
本の出力線とを切換える第３のスイッチ手段（ＳＷ５）
を備えるとともに、この第３のスイッチ手段を介して選
択的に前記３線式測温抵抗体に規定電流を供給する定電
流源を具備し、前記信号処理装置は前記第３のスイッチ
手段の切換えにより求まる前記３線式測温抵抗体の２つ
の出力値から該３線式測温抵抗体の配線抵抗の影響を受
けることなく測定温度をも求めてなることを特徴とする
温度測定装置の入力回路。A thermocouple (2), a first switch means (SW1) for selecting the thermocouple, and a signal processing device (10) for determining the measured temperature from the thermoelectromotive force of the thermocouple selected by the first switch means. ), comprising a three-wire resistance temperature detector (3) and a second switch means (SW2) for selecting the three-wire resistance temperature detector, wherein the first switch means The two output lines of the thermocouple selected by the switch means and two of the three output lines of the three-wire resistance temperature detector selected by the second switch means are commonly connected. and one of the common output lines of the three-wire resistance temperature detector in order to flow a specified current through the three-wire resistance temperature detector from two directions. Not 1
Third switch means (SW5) for switching between the book output line and the book output line.
and a constant current source that selectively supplies a specified current to the three-wire resistance temperature sensor via the third switch means, and the signal processing device switches the third switch means. An input of a temperature measuring device characterized in that the measured temperature is also determined from the two output values of the three-wire resistance temperature detector determined by the above, without being affected by the wiring resistance of the three-wire resistance temperature detector. circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62106337A JPH06105191B2 (en) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | Input circuit of temperature measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62106337A JPH06105191B2 (en) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | Input circuit of temperature measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63273026A true JPS63273026A (en) | 1988-11-10 |
| JPH06105191B2 JPH06105191B2 (en) | 1994-12-21 |
Family
ID=14431043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62106337A Expired - Lifetime JPH06105191B2 (en) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | Input circuit of temperature measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105191B2 (en) |
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- 1987-05-01 JP JP62106337A patent/JPH06105191B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH06105191B2 (en) | 1994-12-21 |
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