JPS5937710Y2 - 温度測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は測濡抵抗体金用いて湛度會測定する装置、特
に電源電圧、増幅器のドリフト、利得変動などに基づく
誤差金補正可能とするようにしようとするものである。

従来より測濡抵抗体金用いて湛度金測定することが行な
われているが、その場合その測温抵抗体に対する印加電
源電圧が変化すると、被測定温度が一定でも測定出力電
圧が変化して誤差となる。

このような点より温度測定装置に使用する電圧源として
は特に高い安定度のもの金用意していた。

又、測温抵抗体より検出された温度変化に対応した出力
音増幅する増幅器のドリフトや利得変動があると測定出
力電圧が変化し、同様にして測定出力音デジタル変換す
る場合にはそのアナログデジタル変換器のドリフトや利
得の変動も誤差の原因となる。

従来においてはこのような各種誤差要因が発生しないよ
うにその電源電圧金安定にすると共に高価な部品音用い
ていた。

このため全体として複雑にして価格の高いものとなって
いた。

この考案の目的は高安定な精密抵抗益金２個使用するの
みで、その他のものとしては比較的安価なさほど安定度
も要求されないもの金使弔して電源電圧の変動や増幅器
その他のドリフトや利得変動音補償して高い精度の測定
音可能とする湛度測定装置金提供することにある。

この考案によれば測温抵抗体よりの温度変化による電圧
変化４増幅する増幅器の入力側に、予め決められた第１
及び第２温度において理想的なその入力と対応した基準
電圧金測濡抵抗体の検出電圧に切換えて供給するように
構成される。

このようにすることで本来得られるべき正しい出力より
のずれを検出してこの検出により補正音して正しい測定
出力４得ることが出きる。

次にこの考案による温度測定装置金回面金参照して説明
しよう。

測温抵抗体１１の温度による抵抗値の変化が電圧として
検出されるようにする。

図においては測温抵抗体１１０両端はそれぞれ線路１２
及び１３金通じて抵抗体１４及び１５の各一端にそれぞ
れ接続され、寸た電圧検出端１６及び１７にそれゼれ接
続される。

抵抗体１４及び１５の各他端は電源１８の一端に接続で
れ、電源１８の他端は線路１９金通じて測温抵抗体１１
及び線路１３の接続点に接続される。

抵抗体１４は安定度が十分高く、かつ所定の抵抗値金持
つもので、測温抵抗体１１の抵抗値に比べて十分高い抵
抗値のものである。

従って測温抵抗体１１には、電源１８の電圧と抵抗体１
４の抵抗値によって決筐る電流が流れ、その電流と測温
抵抗体１１の温度により変化する抵抗値にもとすく電圧
降下が端子１６．１７間に検出される。

抵抗体１５は線路の温度変動の影響を除去するもので、
基準温度つ筐り測定スパンの中心における温度において
測温抵抗体１１の抵抗値と抵抗体１４の抵抗値との和と
抵抗体１５の抵抗値とがほぼ等しく選定される。

従って抵抗体１４及び測温抵抗体１１に流れる電流に基
づく線路１２の電圧降下と、抵抗体１５金流れる電流に
基づく線路１３の電圧降下とは互に等しい。

端子１６．１７間の電圧差としてはこれ等の線路の抵抗
体の影響が差し引かれる。

温度が変化すると測温抵抗体１１の抵抗値が変化し、従
って端子１６及び１７間の電圧が変化する。

例えばこれ等線路１２゜１３の影響が完全に除去された
とすると、抵抗体１４．１５の各抵抗値金Ｒｂ及びＲ８
とし、測温抵抗体１１の抵抗値ｋＲ８とし、電源１８の
電圧金Ｅｂとすると端子１６．１７間の電圧はとなる。

この端子１６゜ １７間の電圧は差動増幅 器２１に入力されて直流増、福され、その出力は一般に
電圧指示計により指示される。

必要に応じて差動増幅器２１の出力はアナログデジタル
変換器２２によりデジタル信号に変換され、更に電子計
算機２３に入力されて測温抵抗体１１における温度が演
算表示される。

以下の説明ではアナログデジタル変換器２２金使田した
場合４取り上げろ。

この考案においては基準抵抗体２４，２５が設けられ、
これ等抵抗体２４．２５により第１．第２基準電圧が作
られる。

これ等基準電圧は測温抵抗体１１のその測定温度範囲に
おける二つの温度の時の増幅器２１に対する理想入力電
圧である。

例えば０°Ｃ及び６００’Ｃにおける測温抵抗体１１の
抵抗値とそれぞれ等しい抵抗値金持つ基準抵抗体２４．
２５が田いられる。

これ等抵抗体２４゜２５の各一端はスイッチ２６により
切替えられて抵抗体２７の一端に接続され、抵抗体２７
の他端は例えば電源１８の抵抗体１４との接続点に接続
される。

抵抗体２４．２５に得られる第１．第２基準電圧として
、端子１６及び１７間に得られる測温抵抗体１１の抵抗
値変化に基づく検出電圧と切替られて増幅器２１に供給
することができるようになっている。

即ち端子１６及び１７と増幅器２１の入力側との間に切
替スイッチ２８及び２９がそれぞれ挿入され、切替スイ
ッチ２８，２９が端子１６及び１７に接続される状態と
、端子３１及び３２に接続される状態とに切替ることか
でき、端子３１はスイッチ２６及び抵抗体２Ｔの接続点
に接続され、端子３２はスイッチ３３金介して抵抗体２
４，２５の他端に切替え接続される。

従ってスイッチ２８．２１端子３１，３２側に接続した
状態においては、スイッチ３１．３２が抵抗体２４．２
５の倒れかに接続され、電源１８の電圧が抵抗体２７と
２４とに、又は抵抗体２Ｔと２５とに分圧されて増幅器
２１に供給される。

例えば理想的な状態において０℃及び６００℃における
端子１６及び１７間に得られる各電圧とそれぞれ等しい
電圧が抵抗体２４，２５に得られ、これ等が第１及び第
２基準電圧としてスイッチ２６．３３によって切替えて
増幅器２１に供給することができる。

このようにして得られた基準電正金増幅器２１乞通じ、
更にアナログデジタル変換器２２よりデジタル信号に変
換して電子計算機２３に供給する。

その時得られる値から電源１８の電圧変動や増幅器２１
のドリフトや利得変動、更にアナログデジタル変換器２
２の利得変動やドリフトに基づく全体としての誤差音知
ることができ、その誤差に基づいて測温抵抗体１１より
得られた測定償金補正するようにする。

今、電源１８の実際の電圧ｋＥｂ’ −ｋＥ ｂとし、
従ってｋは変動係数であって１の時正しい電源電圧とな
る。

増幅器２１の利得ｉＧａ、 ドリフＦ ｋ Ｄ ｃｓ
アナログデジタル変換器２２の利得金Ｇｃ％ ドリフ
トｋＤｃ、測定しンジ内の任意の２点、例えばＯ′Ｃと
６００°Ｃにおける測温抵抗体１１の各抵抗値”Ｒ８０
及びＲ８６、これ等抵抗値における出力電圧、即ち端子
１６．１７間の電圧定Ｅｉｏ′Ｅｉ６′とそれぞれする
と、となる。

力Ｅ。

ＯＥｏ。

Ｅｏ６ となる。

おくと、 この時アナログデジタル変換器２２の出 ′及びＥ。

６′は１−ＧｃＧａＥｉｏ′＋ＧｃＤａ＋Ｄ。

′−Ｇ。

ＧａＥｉ６′＋ＧｃＤａ＋ＤｃＧｃ−Ｇａ−Ｇ５ＧｃＤ
ａ＋ＤＣ−Ｄと −Ｅ ｉＱ’ ＸＥｏ、５’ ） （２）となる。

ここでＥｉｏ′＝ｋＥｉｏ、Ｅｉ６′＝ｋＥｉ６となり
、よって となり、これ等の値金計算により求めることができる。

従って先の基準抵抗体２４，２１設けて基準電正金増幅
器２１に切替供給することによって、 としてｋＧ及びＤがそれぞれ求められる。

測温抵抗体１１の任意の温度におけるアナログデジタル
変換器２２の出力値は となろ。

この測定されたＥｏ′によってその理想的な入力、即ち
端子１６及び１７間の電圧Ｅｉが演算により求められる
。

このようにすればその場合の誤差はＲｂｔ Ｒｓ ｏ、
Ｒｓ ６の誤差及び増幅器２１、アナログデジタル変換
器２２の各非直線性、デジタル化によるｌピット分の誤
差だけある。

例えば周囲流度が０℃乃至６０℃変化し、Ｒが０．０５
％、１０ ｐ ｐ ｍ／℃、Ｒ６が０．０１ ％、５
ｐｐｍのもの乞使田した場合、増幅器２１及びアナログ
デジタル変換器２２、更に電源１８として低精度のもの
べ使田しても０．１φ十最小ビツトの精度の測定音する
ことができる。

以上述べたようにこの考案による温度測定装置によれば
基準抵抗値２４，２１２個使用するのみで増幅器２１、
アナログデジタル変換器２２の利得変動やドリフト変動
、更に電源１８の電圧変動による誤差金補償することが
できる。

従ってこのような基準抵抗体２４．２５は多数の測定点
に共通に使田することができるため全体として安価なも
のとなる。

又このような基準抵抗体金剛いてその後の誤差変動音検
出する場合は特に調整の必要もなく補正することができ
る。

このような補償は一般に測温抵抗体の温度出力特性が直
線的であるため、その非直線性補償金演算によって行な
うことがあり、その演算と同時に上記利得変動、ドリフ
ト、電圧変動などに対する補償演算金することができる
。

尚上述において第１．第２基準電圧金得るための電源と
して測温抵抗体に対する電源１８金中いないで別個の安
定電源音用いれば電源１８の電圧変動に対する補償はで
きないが、その他の利得変動やドリフト変動音補償する
ことはでき、少なくとも増幅器２１に対する利得やドリ
フトの変動音するようにすることが可能である。

又必ずしも電子計算機に入力してそのようなこと金しな
くてもつオリデジタル信号に変換することなくその誤差
戊分金検出して補償するようにすることもできる。

しかし先に述べたように電子計算機金利用する時は簡単
に補償演算金行なうことができる。

測濡抵抗体の温度変動による抵抗値の変化紫電圧として
検出するための回路は第１図に示した例に限らず一般の
ブリッジ回路で構成しても良い。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案による温度測定装置の一例金示す接続図で
ある。 １１・・・・・・測温抵抗体、１２，１３．１９・・・
・・・線路、１４・・・・・・基準抵抗体、１５・・・
・・・線路補償用抵抗体、２１・・・・・・直流増幅器
、２２・・・・・・アナログデジタル変換器、２３・・
・・・・電子計算機、２４，２５・・・・・・基準抵抗
体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 測温抵抗体に直列に安定高抵抗を接続し〜この直列接続
   回路両端間に電源金接続し、上記測温抵抗体の温度によ
   る抵抗値変化紫電圧変化として検出し、その検出された
   電圧金増幅器にて増幅し、この増幅器に接続された電圧
   指示計により指示させるようにされた温度測定装置にお
   いて、２個の精度の高い抵抗体音用いて第１及び第２基
   準電圧金発生する手段と、これ等第１．′第２基準電圧
   を上記増幅器の入力側に上記測温抵抗体からの入力と切
   替えて供給する手段と金設け、上記第１及び第２基準電
   圧は予め決められた第１．第２濡度における上記測温抵
   抗体よりの理想入力電圧に選定され、上記電圧指示計の
   指示値をＥｏ、上記電源の変動係数ｋ ｋ ｓ上記増幅
   器及び電圧指示計の総合利得ｆｒ Ｇ ％上記増幅器及
   び電圧指示計の総合ドリフトｋＤとして、上記測温抵抗
   体の第１．第２渥度での抵抗値Ｒ５０ｔＲｓ６、上記安
   定高抵抗の抵抗値Ｒｂ ％上記電源の電圧Ｅｂ’ｋｌ”
   ＩＩい、上記第１．第２儒度での上記電圧指示計の指示
   値ＥＯＯ、ＥＯ６ｋ測定することにより、上記Ｇ及びＩ
   ｎ−求め、所定の測定湯度における上記測温抵抗体両端
   の電圧Ｅｉｋ上記所定混度での上記Ｏ−Ｄ 電圧指示計０指示値０° 力゛らＥｉ−Ｋ。 により補正可能に構成されてなる温度測定装置。