JP3135987B2 - Temperature detector - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は電気的に絶縁部を有する
装置や回転体などの温度計測に使用される温度検出装置
に関する。さらに詳しくは、絶縁トランス特に回転トラ
ンスを用いた温度検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature detecting device used for measuring the temperature of a device having an electrically insulating portion or a rotating body. More specifically, the present invention relates to a temperature detecting device using an insulating transformer, particularly a rotary transformer.
【0002】[0002]
【従来の技術】磁気テープ用回転ロール、エンボス用回
転ロール、カレンダー用回転ロールなどの回転体には、
加熱して使用するものがあり、正確な温度検出や温度制
御が要求される場合がある。これら電気的に絶縁部を有
する装置や回転体などの温度計測を行うには、温度検出
線(ワイヤ)を一部分切断し、電気的に非接触状態で温
度検出信号を取り出す必要がある。2. Description of the Related Art Rotating members such as a rotating roll for magnetic tape, a rotating roll for embossing, and a rotating roll for calendar include:
Some are heated and used, and accurate temperature detection and temperature control may be required. In order to measure the temperature of a device or a rotating body having such an electrically insulating portion, it is necessary to cut a part of the temperature detection line (wire) and take out the temperature detection signal in an electrically non-contact state.
【0003】従来、回転体の温度計測に使用される回転
トランスは、温度変化に伴う電気抵抗値の変化を回転ト
ランスを通じて検出していた。以下図面を用いて説明す
る。図4は従来例の一例である。図2において、1Bは
測温抵抗体(サーミスタ)、2は回転トランス、3は回
転側部分、4は固定側部分、5は検出アンプユニット、
6は交流ブリッジ、7は差動アンプ、8は同期整流器、
9は交流基準電圧源、10は電圧出力、11は電源入力
である。そして、温度センサーである測温抵抗体1と検
出アンプユニット5の間に回転トランス2を挿入し、抵
抗値を伝達するカップリングトランスとして使用してい
る。Conventionally, a rotary transformer used for measuring the temperature of a rotating body detects a change in electric resistance value due to a temperature change through the rotary transformer. This will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is an example of a conventional example. In FIG. 2, 1B is a resistance temperature detector (thermistor), 2 is a rotary transformer, 3 is a rotating part, 4 is a fixed part, 5 is a detection amplifier unit,
6 is an AC bridge, 7 is a differential amplifier, 8 is a synchronous rectifier,
9 is an AC reference voltage source, 10 is a voltage output, and 11 is a power supply input. Then, a rotary transformer 2 is inserted between the temperature measuring resistor 1 as a temperature sensor and the detection amplifier unit 5, and is used as a coupling transformer for transmitting a resistance value.
【0004】このような構成においては、測温抵抗体1
の抵抗値に回転トランス2の特性が付加されることにな
る。つまり、回転トランス2の巻線抵抗とリーケージ・
インダクタンスがその抵抗値に直列に入り、1次インダ
クタンスとコアーの渦電流が並列になる、これらの合成
抵抗値が検出アンプユニット5の入力となる。In such a configuration, the resistance thermometer 1
, The characteristics of the rotary transformer 2 are added. In other words, the winding resistance of the rotary transformer 2 and the leakage
The inductance enters the resistance in series, and the primary inductance and the eddy current of the core become parallel. The combined resistance becomes the input of the detection amplifier unit 5.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術の温度検出装置は、トランスの抵抗とセンサーの
抵抗が合成された抵抗(以下「合成抵抗」という)とな
り、抵抗変化の大きいサーミスタが必要であった。すな
わち、この回転トランス2の特性により使用できるセン
サーの種類は限られ、温度センサーとしては温度による
抵抗変化の大きなサーミスターが主に用いられていた。
具体的には、合成抵抗のため数KΩの抵抗を用いて温度
測定を行っていた。However, the temperature detecting device of the prior art described above becomes a combined resistance of the resistance of the transformer and the resistance of the sensor (hereinafter referred to as "combined resistance") and requires a thermistor having a large resistance change. there were. That is, the types of sensors that can be used are limited by the characteristics of the rotary transformer 2, and a thermistor having a large resistance change due to temperature is mainly used as a temperature sensor.
Specifically, the temperature was measured using a resistance of several KΩ because of the combined resistance.
【0006】したがって、温度に対応して検出される電
圧出力10の直線性を得ることは困難であり、温度誤差
が高いという問題があった。それゆえ、1台づつ個別の
温度補正が必要であった。また、この回転トランスの特
性は、回転トランス自体の機械的精度(たとえばクリア
ランスなど)によっても1台づつ異なり、検出アンプユ
ニット5で1台づつ補正する必要があった。さらにこの
ような補正が必要であることから、ある特定の回転トラ
ンスと温度補正を行った特定の検出アンプユニット装置
とを一対で使用する必要があり、代替がきかないという
問題もあった。Therefore, it is difficult to obtain the linearity of the voltage output 10 detected corresponding to the temperature, and there is a problem that a temperature error is high. Therefore, individual temperature correction was required for each unit. Further, the characteristics of the rotary transformers differ one by one also depending on the mechanical accuracy (for example, clearance or the like) of the rotary transformer itself, and it is necessary to correct each one by the detection amplifier unit 5. Further, since such correction is necessary, it is necessary to use a specific rotary transformer and a specific detection amplifier unit device which has been subjected to temperature correction in a pair, and there is a problem that there is no alternative.
【0007】本発明は、前記従来技術の問題を解決する
ため、温度が正確に測定でき、誤差も少なく、加熱装置
に取り付ける場合であっても1台づつ回転トランスの温
度補正を必要としない温度検出装置を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, in which the temperature can be measured accurately, the error is small, and even if it is attached to a heating device, the temperature of each rotating transformer does not need to be corrected one by one. It is an object to provide a detection device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の温度検出装置は、電気的に絶縁部を有する
物体の温度検出装置であって、温度を抵抗値に変換する
測温抵抗体と、前記抵抗値を電圧に変換するブリッジ回
路及びアンプ回路と、前記電圧をパルス波形の周波数信
号に変換する電圧・周波数変換回路と、前記パルス波形
の周波数信号を電気的絶縁部で他方側へ伝達するトラン
ス部と、前記伝達された周波数信号を電圧に変換する周
波数・電圧変換回路と、前記トランス部の他方側から一
方側へ電力を伝達するために、直流電源から供給された
直流電流を各トランジスタが交互に導通・遮断して共通
負荷に流す一対のスイッチング用トランジスタを有する
スイッチング回路を少なくとも備え、伝達されたパルス
波形信号を前記直流電流から分離して検出することを特
徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a temperature detecting device of the present invention is a temperature detecting device for an object having an electrically insulating portion, wherein the temperature measuring device converts a temperature into a resistance value. Body, a bridge circuit and an amplifier circuit for converting the resistance value to a voltage, a voltage / frequency conversion circuit for converting the voltage to a frequency signal having a pulse waveform, and the other side of the frequency signal having the pulse waveform in an electrical insulating portion. And a frequency / voltage conversion circuit for converting the transmitted frequency signal into a voltage, and a DC current supplied from a DC power supply for transmitting power from the other side of the transformer section to one side. Each transistor is turned on and off alternately for common
At least a switching circuit having a pair of switching transistors flowing to a load is provided, and the transmitted pulse waveform signal is separated from the DC current and detected.
【0009】前記構成においては、測温抵抗体、ブリッ
ジ回路、アンプ回路、および電圧・周波数変換回路が回
転体部に組み込まれ、周波数・電圧変換回路およびスイ
ッチング回路が固定部に組み込まれ、電気的絶縁部が回
転体トランスであることが回転装置の温度を正確に測定
できるから好ましい。In the above configuration, the resistance temperature detector, the bridge circuit, the amplifier circuit, and the voltage / frequency conversion circuit are incorporated in the rotating body, and the frequency / voltage conversion circuit and the switch are connected.
It is preferable that the switching circuit is incorporated in the fixed portion and the electrical insulating portion is a rotating transformer because the temperature of the rotating device can be accurately measured.
【0010】また前記構成においては、固定部側の回転
体トランス部と周波数・電圧変換回路との間に、スイッ
チング回路に一対のスイッチング用トランジスタの共通
負荷として接続され前記直流電流および受信した前記パ
ルス波形信号を検出する分流器と、該分流器により検出
された直流電流およびパルス波形信号からパルス波形信
号のみを分離する比較器とを設けることが、正確な電気
信号の処理のため好ましい。Further, in the above configuration, the switching circuit is connected as a common load between a pair of switching transistors to the switching circuit between the rotating transformer section on the fixed section side and the frequency / voltage conversion circuit. Providing a current shunt for detecting the received pulse waveform signal and a comparator for separating only the pulse waveform signal from the DC current and the pulse waveform signal detected by the current shunt, for accurate processing of the electric signal. preferable.
【0011】また前記構成においては、温度検出端が白
金系の抵抗体であることが、温度変化を電気的信号に直
線関係で変換でき、温度を正確に測定できることから好
ましい。In the above configuration, it is preferable that the temperature detecting end is a platinum-based resistor because a temperature change can be converted into an electric signal in a linear relationship, and the temperature can be accurately measured.
【0012】[0012]
【作用】前記した本発明の構成によれば、温度を抵抗値
に変換する測温抵抗体と、前記抵抗値を電圧に変換する
ブリッジ回路及びアンプ回路と、前記電圧をパルス波形
の周波数信号に変換する電圧・周波数変換回路と、前記
パルス波形の周波数信号を電気的絶縁部で他方側へ伝達
するトランス部と、前記伝達された周波数信号を電圧に
変換する周波数・電圧変換回路と、前記トランス部の他
方側から一方側へ電力を伝達するために、直流電源から
供給された直流電流を各トランジスタが交互に導通・遮
断して共通負荷に流す一対のスイッチング用トランジス
タを有するスイッチング回路を少なくとも備え、伝達さ
れたパルス波形信号を前記直流電流から分離して検出す
ることにより、温度が正確に測定でき、誤差も少なく、
加熱装置に取り付ける場合であっても1台づつの温度補
正を必要としない温度検出装置とすることができる。According to the configuration of the present invention described above, a temperature measuring resistor for converting a temperature to a resistance value, a bridge circuit and an amplifier circuit for converting the resistance value to a voltage, and converting the voltage to a frequency signal having a pulse waveform. A voltage / frequency conversion circuit for converting, a transformer section for transmitting the frequency signal of the pulse waveform to the other side by an electrical insulating section, a frequency / voltage conversion circuit for converting the transmitted frequency signal to a voltage, and the transformer In order to transmit power from the other side of the unit to one side, each transistor alternately conducts and blocks the DC current supplied from the DC power supply.
A pair of switching transistors that cut off and flow to a common load
A switching circuit having at least a switching circuit, and by detecting the transmitted pulse waveform signal separately from the DC current, the temperature can be accurately measured, the error is small,
Even when the temperature detecting device is attached to the heating device, it is possible to provide a temperature detecting device that does not require temperature correction for each device.
【0013】また、測温抵抗体、ブリッジ回路、アンプ
回路、および電圧・周波数変換回路が回転体部に組み込
まれ、周波数・電圧変換回路およびスイッチング回路が
固定部に組み込まれ、電気的絶縁部が回転体トランスで
あるという好ましい構成によれば、本発明を回転装置に
適用する場合に温度を正確に測定できる。Further, a resistance temperature detector, a bridge circuit, an amplifier circuit, and a voltage / frequency conversion circuit are incorporated in a rotator unit, a frequency / voltage conversion circuit and a switching circuit are incorporated in a fixed unit, and an electrical insulation unit is provided. According to the preferred configuration of the rotating transformer, the temperature can be accurately measured when the present invention is applied to a rotating device.
【0014】また、固定部側の回転体トランス部と周波
数・電圧変換回路との間に、スイッチング回路に一対の
スイッチング用トランジスタの共通負荷として接続され
前記直流電流および受信した前記パルス波形信号を検出
する分流器と、該分流器により検出された直流電流およ
びパルス波形信号からパルス波形信号のみを分離する比
較器とを設けるという好ましい構成によれば、温度の変
化に対応したより正確な電気信号を取り出すことができ
る。A pair of switching circuits is provided between the rotating body transformer on the fixed part side and the frequency / voltage conversion circuit .
A shunt connected as a common load of a switching transistor and detecting the DC current and the received pulse waveform signal, and a comparator for separating only the pulse waveform signal from the DC current and the pulse waveform signal detected by the shunt Is provided, a more accurate electric signal corresponding to a change in temperature can be obtained.
【0015】また、温度検出端が白金系の抵抗体である
という好ましい構成によれば、温度変化を電気的信号に
直線関係で変換でき、温度を正確に測定できる。Further, according to a preferred configuration in which the temperature detecting end is a platinum-based resistor, a temperature change can be converted into an electrical signal in a linear relationship, and the temperature can be accurately measured.
【0016】[0016]
【実施例】以下実施例を用いてさらに具体的に本発明を
説明する。なお本発明は下記の実施例に限定して解釈さ
れるものではない。The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The present invention is not construed as being limited to the following examples.
【0017】図1は本発明の一実施例である。図3と同
一の符号は、同一の部材を示すので説明を省略する。こ
の例では、温度の精密計測に対応するため、測温抵抗体
1に白金抵抗体を使用し、その温度に比例した0−10
Vの電圧出力10と、4−20mAの電流出力28を得
るようにした。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. 3 denote the same members, and a description thereof will not be repeated. In this example, a platinum resistor is used for the temperature measuring resistor 1 in order to cope with the precise measurement of temperature, and 0-10 proportional to the temperature is used.
A voltage output of 10 V and a current output of 4 to 20 mA were obtained.
【0018】測温抵抗体1Aの温度による抵抗変化は、
一般の回転しない固定体の測温と同様に直接、直流ブリ
ッジ12と差動アンプ7から成る検出アンプで電圧に変
換される、この電圧を電圧周波数変換器13により電圧
に比例した周波数のパルスに変換し、このパルスにより
トランジスタ14を導通させ、負荷15にパルス電流を
流す。The resistance change of the resistance temperature detector 1A due to the temperature is as follows.
The voltage is directly converted into a voltage by a detection amplifier composed of a DC bridge 12 and a differential amplifier 7 in the same manner as a general non-rotating fixed body temperature measurement. This voltage is converted into a pulse having a frequency proportional to the voltage by a voltage frequency converter 13. The transistor 14 is turned on by this pulse, and a pulse current flows through the load 15.
【0019】このとき回転トランス2の1次側ではトラ
ンジスタ14が導通する間だけ2次側の負荷が重くなる
為、1次電流が増加する、この増加した1次電流を分流
器19で検出することで、回転部で送信した、計測値に
比例した周波数のパルスを固定側4で受信することが可
能になる。At this time, on the primary side of the rotary transformer 2, the load on the secondary side becomes heavy only while the transistor 14 is conducting, so that the primary current increases. The increased primary current is detected by the shunt 19. This allows the fixed side 4 to receive a pulse transmitted by the rotating unit and having a frequency proportional to the measured value.
【0020】このため分流器19で電圧に変換された電
流は比較器20で信号のみを検出され、単安定マルチ・
バイブレーター21で波形整形されて、パルス電流とし
てコンバーター・ユニット23に出力される。For this reason, the current converted into the voltage by the shunt 19 is detected only by the comparator 20 as a signal.
The waveform is shaped by the vibrator 21 and output to the converter unit 23 as a pulse current.
【0021】コンバーター・ユニット23に入力された
パルス電流は、フォトカプラー24で受信され、周波数
電圧変換器25により、電圧に復調される。この電圧
は、好ましくはコンバーター・ユニット23以降のコン
トローラー等の仕様にあわせ、電圧アンプ27により0
−10V、電圧電流変換器26により4−20mAの温
度に比例した信号として出力される。The pulse current input to the converter unit 23 is received by the photocoupler 24 and demodulated into a voltage by the frequency-voltage converter 25. This voltage is preferably set to 0 by the voltage amplifier 27 in accordance with the specifications of the controller and the like after the converter unit 23.
It is output as a signal proportional to the temperature of 4-20 mA by the -10 V, voltage-current converter 26.
【0022】一方、回転側3内にある、直流ブリッジ1
2、差動アンプ7、電圧周波数変換器13、直流基準電
圧源18に電流を供給するため、固定側4にスイッチン
グ・レギュレーターIC22を設けることで、回転トラ
ンス2、整流器16、平滑回路17とともに、DC−D
Cコンバーターを構成している。この電源供給による電
流も分流器19を流れるが、前述の比較器20で信号と
分離される。On the other hand, the DC bridge 1 in the rotating side 3
2, the differential amplifier 7, a voltage-frequency converter 13, for supplying current to the DC reference voltage source 18, by providing the switching regulator IC22 the fixed side 4, the rotary transformer 2, rectifier 16, with the smoothing circuit 17, DC-D
It constitutes a C converter. The current from the power supply also flows through the shunt 19, but is separated from the signal by the comparator 20 described above.
【0023】次に図2を用いて、本発明の一実施例の温
度検出装置を回転体に取り付けた例を説明する。図2は
回転ロールに温度検出装置を取り付けた断面図である。
図2において、50はロール装置全体を示し、51は金
属ロール本体部、52は金属ロール本体部51に開けた
温度センサー挿入部、53は保護フランジ、54は機
台、55は軸受、56は中空の中心軸、57は温度検出
装置のハウジング、58は固定支持具、59は軸受、6
0は中央部に鉄心を有しその周囲にコイルを捲回したコ
イル部、61は前記コイル部60に電力を供給するため
の電線である。62は温度検出装置の固定部から取り出
された計測電線である。Next, an example in which the temperature detecting device according to one embodiment of the present invention is attached to a rotating body will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view in which a temperature detecting device is attached to a rotating roll.
In FIG. 2, 50 indicates the entire roll device, 51 is a metal roll main body, 52 is a temperature sensor insertion portion opened in the metal roll main body 51, 53 is a protective flange, 54 is a machine base, 55 is a bearing, and 56 is A hollow central shaft, 57 is a housing of the temperature detecting device, 58 is a fixed support, 59 is a bearing, 6
Reference numeral 0 denotes a coil portion having a core in the center and a coil wound therearound, and reference numeral 61 denotes an electric wire for supplying power to the coil portion 60. Reference numeral 62 denotes a measuring wire taken out of the fixing portion of the temperature detecting device.
【0024】このように構成されたロール装置50の作
用を以下説明する。コイル部60は中心軸56と一体化
され、固定支持具58によって固定されている。中心軸
56と金属ロール本体部51及び保護フランジ部53と
は、軸受59によって回転可能に支持されている。した
がって、金属ロール本体部51及び保護フランジ部53
は外部からの動力源によって回転されるが、コイル部6
0と中心軸56は固定されている。また金属ロール本体
部51にかかる押圧力は、保護フランジ部53と機台5
4との間の軸受55を介して機台54で受け止める構造
となっている。また電力供給線62から供給されたたと
えば50Hzまたは60Hzの交流電力は、コイル部6
0に通電され、コイル部60内の鉄心に電磁力が発生す
る。この電磁力は金属ロール本体部51に流れて金属ロ
ール本体部自体に直接ジュール熱を発生させると同時
に、前記電磁力により金属ロール本体部51の周方向に
低電圧大電流を流し、これにより金属ロール本体部自体
にジュール熱を発生させる。The operation of the roll device 50 thus configured will be described below. The coil part 60 is integrated with the central shaft 56 and is fixed by a fixing support 58. The center shaft 56, the metal roll main body 51 and the protective flange 53 are rotatably supported by bearings 59. Therefore, the metal roll body 51 and the protective flange 53
Is rotated by an external power source.
0 and the central axis 56 are fixed. Further, the pressing force applied to the metal roll main body 51 is equal to the protection flange 53 and the machine base 5.
4 and is received by the machine base 54 via a bearing 55 between them. The AC power of, for example, 50 Hz or 60 Hz supplied from the power supply line 62
0, and an electromagnetic force is generated in the iron core in the coil unit 60. This electromagnetic force flows into the metal roll main body 51 and directly generates Joule heat in the metal roll main body itself, and at the same time, a low voltage and large current flows in the circumferential direction of the metal roll main body 51 due to the electromagnetic force. Joule heat is generated in the roll body itself.
【0025】温度センサー挿入部52には前記図1の測
温抵抗体1Aが挿入される。そして、直流ブリッジ回路
12以降の回転側部分3と固定側部分4が温度検出装置
のハウジング部57に備えられる。The temperature sensing resistor 1A of FIG. 1 is inserted into the temperature sensor insertion portion 52. Then, the rotating side portion 3 and the fixed side portion 4 after the DC bridge circuit 12 are provided in the housing portion 57 of the temperature detecting device.
【0026】次に図3を用いて温度検出装置のハウジン
グ部57の内部構造を説明する。図3において、31は
ロール本体と接続される結合部である。ボルトなどを用
いて直接結合してもよいし、断熱材を介在させて結合し
てもよい。好ましい結合手段は、温度検出装置内部の電
子回路を熱から遮断するため、断熱材を介在させて結合
する。次に32は温度センサーにつながる検出電線であ
る。検出電線32は回転側電気回路部33に接続し、回
転側電気回路部33は回転コア34に巻かれた回転コイ
ル35に接続する。回転コア34で発生した電磁力は、
固定コア37に受信され、固定コイル36で電気信号と
して取り出される。そしてこの電気信号は固定側電子回
路部38に送り込まれ、所定の処理が行われて計測電線
62から外部に取り出される。Next, the internal structure of the housing portion 57 of the temperature detecting device will be described with reference to FIG. In FIG. 3, reference numeral 31 denotes a connecting portion connected to the roll body. The connection may be made directly by using bolts or the like, or may be made by interposing a heat insulating material. A preferable connecting means is connected through a heat insulating material in order to shield an electronic circuit inside the temperature detecting device from heat. Next, 32 is a detection wire connected to the temperature sensor. The detection electric wire 32 is connected to a rotation-side electric circuit section 33, and the rotation-side electric circuit section 33 is connected to a rotation coil 35 wound around a rotation core 34. The electromagnetic force generated by the rotating core 34 is
The signal is received by the fixed core 37 and is extracted by the fixed coil 36 as an electric signal. Then, the electric signal is sent to the fixed-side electronic circuit unit 38, subjected to a predetermined process, and taken out of the measuring wire 62.
【0027】以上説明した通り、本実施例によれば、電
気的に絶縁部(たとえば回転トランス2)を有する物体
の温度検出装置であって、温度を抵抗値に変換するブリ
ッジ回路(1,12)と、前記抵抗値を電圧に変換する
アンプ回路(7,18)と、前記電圧をパルス波形の周
波数信号に変換する電圧・周波数変換回路(13,1
4,15,16,17)と、前記電気信号を電気的絶縁
部で他方側へ伝達するトランス部(2)と、前記伝達さ
れた周波数信号を電圧に変換する周波数・電圧変換回路
(19,20,21,22)を少なくとも備えた温度検
出装置である。As described above, according to the present embodiment, there is provided an apparatus for detecting the temperature of an object having an electrically insulating portion (for example, the rotary transformer 2), wherein the bridge circuit (1, 12) for converting the temperature into a resistance value. ), An amplifier circuit (7, 18) for converting the resistance value into a voltage, and a voltage / frequency conversion circuit (13, 1) for converting the voltage into a frequency signal having a pulse waveform.
4, 15, 16, 17), a transformer section (2) for transmitting the electric signal to the other side through an electrical insulating section, and a frequency / voltage conversion circuit (19, 20, 21 and 22).
【0028】上記の実施例によれば次のような効果を得
ることができる。 (1)回転体の中に電源を持っているため、回転トラン
スを介さず、検出アンプに直接センサーを接続できる。
このため、センサーに合わせた検出アンプを実装するこ
とで、各種のセンサーの使用が可能になる。この実施例
では、温度センサーに白金抵抗体が使用できるため、サ
ーミスターに比べ温度範囲を広くとっても温度に対応し
た電気的出力信号(電圧)の直線性は良好になる。具体
的には、従来のサーミスタ方式であると100℃のスパ
ンで一般的に約±4℃の温度誤差があったが、本実施例
の方式であれば約±0.3℃以内の精度で温度検出でき
る。 (2)計測されたデーターは、周波数に変換されてから
回転トランスに入るため、回転トランスはパルス伝送が
できればよく、回転トランスで温度誤差を付加されるこ
ともない。またコイル巻線のターン数も少なく、製作が
容易になる。 (3)計測値を周波数に変換したことで、コンバーター
・ユニットに送られる信号はパルスとなり、さらにフォ
ト・カプラーで受信されるため、ノイズに強く長距離伝
送が可能である。 (4)コンバーター・ユニットに入力される温度VS周
波数の変換精度が高いため、コンバーター・ユニットで
の補正は不要となる。 (5)回転トランスが絶縁トランスとして働くため、セ
ンサー側と出力側を絶縁する絶縁アンプとしての機能が
ある。このため、高電圧部の計測や耐ノイズに有効とな
る。According to the above embodiment, the following effects can be obtained. (1) Since the rotating body has a power source, the sensor can be directly connected to the detection amplifier without using a rotating transformer.
Therefore, various sensors can be used by mounting a detection amplifier corresponding to the sensor. In this embodiment, since a platinum resistor can be used for the temperature sensor, the linearity of the electrical output signal (voltage) corresponding to the temperature is improved even if the temperature range is wider than that of the thermistor. Specifically, the conventional thermistor method generally has a temperature error of about ± 4 ° C. in a span of 100 ° C., but the method of the present embodiment has an accuracy of about ± 0.3 ° C. or less. Temperature can be detected. (2) The measured data enters the rotary transformer after being converted to a frequency, so that the rotary transformer only needs to be able to perform pulse transmission, and no temperature error is added by the rotary transformer. In addition, the number of turns of the coil winding is small, and the manufacture becomes easy. (3) By converting the measured value into a frequency, the signal sent to the converter unit becomes a pulse and is received by the photocoupler, so that it is resistant to noise and can be transmitted over a long distance. (4) Since the conversion accuracy of the temperature VS frequency input to the converter unit is high, correction in the converter unit is unnecessary. (5) Since the rotary transformer works as an insulating transformer, it has a function as an insulating amplifier for insulating the sensor side and the output side. For this reason, it is effective for measurement of a high voltage portion and noise resistance.
【0029】なお、上記実施例では温度の計測について
白金抵抗体を用いて説明したが、そのほかの測温抵抗体
(例えばサーミスタ)、熱電対(K,R)、温度センサ
IC、半導体等であっても、ブリッジ回路と作動アンプ
を適切に選ぶことにより使用することができる。また、
上記実施例では温度の計測について説明したが、本発明
の実施例は温度測定に限られるものではなく、その他の
計測(たとえば湿度、ガス濃度、物体の一検出等測定セ
ンサから電気信号として取り出せる計測)も可能であ
る。In the above embodiment, the temperature measurement is described using a platinum resistor. However, other temperature measuring resistors (eg, thermistors), thermocouples (K, R), temperature sensor ICs, semiconductors, and the like are used. However, it can be used by properly selecting a bridge circuit and an operation amplifier. Also,
Although the temperature measurement has been described in the above embodiment, the embodiment of the present invention is not limited to the temperature measurement, but may be any other measurement (for example, a measurement that can be taken out as an electric signal from a measurement sensor such as humidity, gas concentration, or detection of an object). ) Is also possible.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
温度を抵抗値に変換する測温抵抗体と、前記抵抗値を電
圧に変換するブリッジ回路及びアンプ回路と、前記電圧
をパルス波形の周波数信号に変換する電圧・周波数変換
回路と、前記電気信号を電気的絶縁部で他方側へ伝達す
るトランス部と、前記伝達された周波数信号を電圧に変
換する周波数・電圧変換回路を少なくとも備えたことに
より、温度が正確に測定でき、誤差も少なく、加熱装置
に取り付ける場合であっても1台づつの温度補正を必要
としない温度検出装置とすることにより、温度が正確に
測定でき、誤差も少なく、加熱装置に取り付ける場合で
あっても1台づつの温度補正を必要としない温度検出装
置とすることができる。As described above, according to the present invention,
A temperature measuring resistor for converting a temperature to a resistance value, a bridge circuit and an amplifier circuit for converting the resistance value to a voltage, a voltage / frequency conversion circuit for converting the voltage to a frequency signal of a pulse waveform, and By providing at least a transformer section for transmitting to the other side with an electrical insulating section, and a frequency / voltage conversion circuit for converting the transmitted frequency signal into a voltage, the temperature can be measured accurately, the error is small, and the heating device is provided. By using a temperature detector that does not require temperature correction for each unit, even if it is mounted on a heating unit, the temperature can be measured accurately and errors are small. A temperature detector that does not require correction can be provided.
【図1】本発明の一実施例の計測したデーターを周波数
変換した後、回転トランスを使用して伝送するブロック
・ダイヤグラム図である。FIG. 1 is a block diagram in which measured data according to one embodiment of the present invention is frequency-converted and then transmitted using a rotary transformer.
【図2】本発明の一実施例の温度検出装置を回転体に取
り付けた例の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an example in which the temperature detecting device according to one embodiment of the present invention is attached to a rotating body.
【図3】本発明の一実施例の温度検出装置を回転体に取
り付けた例の拡大部分断面図である。FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view of an example in which the temperature detecting device according to one embodiment of the present invention is attached to a rotating body.
【図4】従来の回転トランスをセンサーのカップリング
・トランスとして使用した例を示すブロック・ダイヤグ
ラム図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example in which a conventional rotary transformer is used as a coupling transformer of a sensor.
1A,1B 測温抵抗体 2 回転トランス 3 回転側 4 固定側 5 検出アンプユニット 6 交流ブリッジ回路 7 差動アンプ 8 同期整流器 9 交流基準電圧源 10 電圧出力 11 電源入力 12 直流ブリッジ回路 13 電圧周波数変換器 14 トランジスタ 15 負荷 16 整流器 17 平滑回路 18 直流基準電圧源 19 分流器 20 比較器 21 単安定マルチ・バイブレーター 22 スイッチング・レギュレーターIC 23 コンバーター・ユニット 24 フォトカプラー 25 周波数電圧変換器 26 電圧電流変換器 27 電圧アンプ 28 電流出力 REFERENCE SIGNS LIST 1A, 1B RTD 2 Rotary transformer 3 Rotating side 4 Fixed side 5 Detection amplifier unit 6 AC bridge circuit 7 Differential amplifier 8 Synchronous rectifier 9 AC reference voltage source 10 Voltage output 11 Power input 12 DC bridge circuit 13 Voltage frequency conversion Unit 14 Transistor 15 Load 16 Rectifier 17 Smoothing circuit 18 DC reference voltage source 19 Current shunt 20 Comparator 21 Monostable multivibrator 22 Switching regulator IC 23 Converter unit 24 Photocoupler 25 Frequency voltage converter 26 Voltage current converter 27 Voltage amplifier 28 Current output
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01K 7/24 G08C 19/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01K 7/24 G08C 19/00
Claims (4)
装置であって、温度を抵抗値に変換する測温抵抗体と、
前記抵抗値を電圧に変換するブリッジ回路及びアンプ回
路と、前記電圧をパルス波形の周波数信号に変換する電
圧・周波数変換回路と、前記パルス波形の周波数信号を
電気的絶縁部で他方側へ伝達するトランス部と、前記伝
達された周波数信号を電圧に変換する周波数・電圧変換
回路と、前記トランス部の他方側から一方側へ電力を伝
達するために、直流電源から供給された直流電流を各ト
ランジスタが交互に導通・遮断して共通負荷に流す一対
のスイッチング用トランジスタを有するスイッチング回
路を少なくとも備え、伝達されたパルス波形信号を前記
直流電流から分離して検出することを特徴とする温度検
出装置。1. A temperature detecting device for an object having an electrically insulating portion, wherein the temperature measuring resistor converts a temperature into a resistance value.
A bridge circuit and an amplifier circuit for converting the resistance value to a voltage; a voltage / frequency conversion circuit for converting the voltage to a frequency signal of a pulse waveform; and transmitting the frequency signal of the pulse waveform to the other side by an electrical insulating unit. A transformer section, a frequency / voltage conversion circuit for converting the transmitted frequency signal into a voltage, and a DC current supplied from a DC power supply for transmitting power from the other side of the transformer section to one side .
A pair of transistors that alternately conduct and shut off and flow to a common load
A temperature detecting device comprising at least a switching circuit having the switching transistor of (1) , and detecting the transmitted pulse waveform signal separately from the DC current.
路、および電圧・周波数変換回路が回転体部に組み込ま
れ、周波数・電圧変換回路およびスイッチング回路が固
定部に組み込まれ、電気的絶縁部が回転体トランスであ
る請求項1に記載の温度検出装置。2. A temperature measuring resistor, a bridge circuit, an amplifier circuit, and a voltage / frequency conversion circuit are incorporated in a rotator unit, a frequency / voltage conversion circuit and a switching circuit are incorporated in a fixed unit, and an electrical insulation unit is provided. The temperature detecting device according to claim 1, wherein the temperature detecting device is a rotating transformer.
電圧変換回路との間に、スイッチング回路に一対のスイ
ッチング用トランジスタの共通負荷として接続され前記
直流電流および受信した前記パルス波形信号を検出する
分流器と、該分流器により検出された直流電流およびパ
ルス波形信号からパルス波形信号のみを分離する比較器
とを設けた請求項2に記載の温度検出装置。3. The rotating transformer section on the fixed section side and the frequency
A pair of switches is provided between the switching circuit and the voltage conversion circuit.
A shunt that is connected as a common load for the switching transistors and detects the DC current and the received pulse waveform signal, and a comparator that separates only the pulse waveform signal from the DC current and the pulse waveform signal detected by the shunt The temperature detection device according to claim 2, further comprising:
項1に記載の温度検出装置。4. The temperature detecting device according to claim 1, wherein the temperature detecting end is a platinum-based resistor.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP04182673A JP3135987B2 (en) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Temperature detector |
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JP04182673A JP3135987B2 (en) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Temperature detector |
Publications (2)
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JPH0626939A JPH0626939A (en) | 1994-02-04 |
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KR101309204B1 (en) * | 2007-08-16 | 2013-09-23 | 한라비스테온공조 주식회사 | Method for using in common of the coolant temperature sensor for vehicle |
-
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- 1992-07-09 JP JP04182673A patent/JP3135987B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH0626939A (en) | 1994-02-04 |
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