JPS594263Y2 - 温度差測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、測温抵抗体を用いて２個所の温度の差を測定
する装置に関する。

従来の測温抵抗体を用いた温度差測定装置では、測温抵
抗体に測定現場の検出端から信号の処理を行う変換器ま
での導線の抵抗が加わす、シかも温度差を検出する２つ
の測定現場までの距離の違いにより、導線抵抗が２個の
測温抵抗体で異るため、その影響を受は誤差を生ずる欠
点がある。

本考案は、上述の如き導線抵抗の影響を有効に１除去し
、２個所の温度差を簡単な構成で正確に測定できる装置
を提供するものである。

第１図は本考案装置の一実施例を示す接続図である。

図において、Ｒｔｌは第１の測定個所に配置された３線
式の測温抵抗体、Ｒｔ２は第２の測定個所に配置された
３線式の測温抵抗体、１１□、 ｌ １２． ｌ １３
は各々Ｒｔ１の導線、１２０，１２□、１２３は各々Ｒ
ｔ２の導線、ａｌ、ｂｌ、ＣＩは各々Ｒｔ１（７）導線
端子、ａ２．ｂ２．Ｃ２は各々Ｒｔ２の導線端子である
。

導線端子ａ１は電流源■に、Ｃ１はａ２に、Ｃ２は基準
点にそれぞれ接続され、Ｒ４１トＲｔ２ニ電流ｉカａ１
→１１□→Ｒ１，→１１３→ｃ１→ａ２→１２□→Ｒ１
２→ｌ ２３→Ｃ２の経路で流れるように構成されてい
る。

ＯＰｌ、Ｏ２０は各々演算増幅器である。

ＯＰｌはその反転入力端子←）に導線端子ａ１が演算抵
抗Ｒ１を介して接続されるとともに、Ｏ２０の出力端が
演算抵抗Ｒ２を介して接続され、非反転入力端子（ト）
に導線端子ｂ１が接続されている。

またＯ２０の入出力端子間には演算抵抗Ｒ３が接続され
ている。

Ｏ２０はその非反転入力端子（１）に導線端子ｂ２が接
続され、反転入力端子（−）にＯ２０の出力を分圧する
演算抵抗Ｒ４，Ｒ５の分圧点が接続されている。

このように構威した本考案装置において、電流源■から
の電流ｉは演算抵抗Ｒ１が信号源のＲｔｌ。

Ｒｔ、２．ｌ□１．ｌ□３． ｌ ２１． ｌ ２３の
抵抗に比して充分に大きく選ばれているので、抵抗Ｒ１
側への分流はほとんどなく、またＯＰｌ、Ｏ２０の入力
インピーダンスも充分に大きいので、ＯＰｌ、Ｏ２０の
非反転入力端子（１）側への分流もほとんどない。

またＲｔｌの導線１１、。１１２、 ｌ １３の各抵抗
はほとんど等しくこれをｒｌとし、Ｒｔ２の導線１２０
． ｌ ２２． ｌ ２３の各抵抗もほとんど等しくこ
れをｒ２とすると、導線の端子ａ１． ｂｌ、 ｃｌに
それぞれ生ずる電圧Ｅｌ、Ｒ２，Ｒ３は各々次式で与え
られる。

Ｅｌｌ（２ｒｌ ＋ ２ｒ２ ＋ ＲＪ ＋ Ｒ
ｔ２） （す
Ｒ２＝ １（ｒｌ ＋ ２ｒｚ ＋ ＲｔｈＩ＋ Ｒｔ
２） （２）Ｒ３＝ ｔ （ｒ２＋
Ｒｔ２） （３）
そして、演算増幅＊ ＯＰｔの出力電圧Ｅｏ＃ｉ、で与
えられ、 ｆた演算増幅器ｏＰ２の出力Ｅ４も で与えられるので、 （す。

（乃。

（５）。

（４）。

（５）式から出 力電圧Ｅｏｔｊ となる、ここで、 ２Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３（η ３Ｒ４冒Ｒ５（句 を満足するように、演算抵抗Ｒ１〜Ｒ５の値をぺけ、出
力電圧Ｅｏｔｉ、 Ｅｏ富２（ＲＪ −Ｒｔ２）ｉ
（ガとなり、導線抵抗ｒ１．ｒ２の影響を有効に除去
でき、測温抵抗体Ｒ１１，Ｒ４２の抵抗値の差のみに対
応した出力電圧Ｅｏが得られる。

したがって、測定抵抗体Ｒｔ１．Ｒｔ２が銅測温抵抗体
の場合には、抵抗値が温度に対してリニアであるので、
電流ｉが一定であれば゛、出力電圧Ｅｏは、 れば、出力電圧Ｅｏ＃ｉ、 Ｅｏ ＝ Ｋ （Ｔ Ｉ −７２）
（２）ただし、Ｋけ定数 となり、２個所の温度差を導線抵抗の影響を受けること
なく正確に測定することができる。

第２図は本考案装置の他の実施例で、Ｒｔｌ、Ｒｔ２と
して白金測温抵抗体を用いる場合の接続図である。

周知のように白金測温抵抗体は抵抗値と温度の関係が非
直線性を有し、通常は Ｔ″：ｋ （Ｒｔ＋αＲｔ２）
（１：０ただし、ｋｌαは定数 で近似されており、温度によって同じ温度差に対する２
つの測温体の抵抗値の差が異なる。

本実施例ではこのような非直線性を補正し、温度差を正
確に測定できるようにしたものである。

第２図の実施例において、第１図の実施例と異るところ
は、電流源■を演算増幅器ＯＰ３．ＯＰ４を主体に構威
し、出力電流ｉをＲｔｌ、Ｒｔ２の値に応じて変化させ
るようにした点である。

すなわち、Ｏ２０はその反転入力端子（−）に基準電圧
Ｅｓが演算抵抗Ｒ６を介して加えられるとともに、演算
抵抗Ｒ７を介してＯ２０の出力Ｅ４が加えられており、
非反転入力端子（１）には導線端子Ｃ１の電圧Ｅ５が加
えられている。

またＯ２０の出力Ｅ６が演算抵抗Ｒ８を介して反転入力
端子（−）に帰還されている。

よって、Ｏ２０の出力Ｅ６は次式で与えられる。

なお、導線端子Ｃ２の電圧Ｅ５は次式で与えられる。

Ｒ５＝ ＜ｚｒｚ ＋ ａｔｚ） ｉ
（’１また、Ｏ１２はその反転入力端子（
ヨにＯ２０の出力Ｅ６が演算抵抗Ｒ９を介して加えられ
、非反転入力端子（→に導線端子ｂ２の電圧Ｅ２が加え
られている。

またＯ１２の出力Ｅ７が演算抵抗Ｒ１ｏを介して反転入
力端子（−）に帰還されているので、出力Ｅ７はとなる
。

この出力Ｅ７が抵抗Ｒｆで次式に示す如く電流ｉに変換
されて測温抵抗体Ｒ４１，Ｒｔ２に供給される。

したがって、各式から電流源■の出力電流ｉは次式で与
えられる。

ここで゛、 Ｒ６＝ Ｒ７＝ ２ＲＢ Ｒ９・Ｒｌｏｖ） を満足するように、演算抵抗Ｒ６〜Ｒ１ｏの値を選定す
れば、出力電流ｉは、 となり、導線抵抗ｒ□、ｒ２には無関係で、かつＲ１１
゜Ｒ４２の値に応じて変化するようになる。

よって、Ｏ４０の出力電圧Ｅｏは、 となる。

そして白金測温抵抗体の場合には、が成立するので、（
１９）式は（２１）式の如く展開できる。

（１１）式と（２１）式とから出力電圧Ｅｏは、となり
、白金測温抵抗体の非直線性が補正され、温度差に正確
に比例した出力電圧が得られる。

以上説明したように本考案によれば、２個所の温度差を
導線抵抗の影響を受けることなく正確に測定できる温度
差測定装置が簡単な構成で得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例を示す接続図、第２図は
本考案装置の他の実施例を示す接続図である。 Ｒｔｌ、Ｒ４２・・・・・・測温抵抗体、ＯＰ１〜ＯＰ
４・・・・・・演算増幅器、Ｒ１〜ＲＩＯ・・・・・・
演算抵抗、Ｒｆ・・・・・・抵抗、■・・・・・・電流
源、■・・・・・・電圧源。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）第１の測定個所に配置された３線式の測温抵抗体
   と、第２の測定個所に配置された３線式の測温抵抗体と
   、両測温抵抗体と各測温抵抗体の両端の導線を電流源に
   直列に接続する手段と、第１の測温抵抗体の残りの導線
   が非反転入力端子に接続されており、かつ第１の測温抵
   抗体の電流源側の導線が演算抵抗を介して反転入力端子
   に接続されている第１の演算増幅器と、第２の測温抵抗
   体の残りの導線が非反転入力端子に接続されている第２
   の演算増幅器と、第２の演算増幅器の出力を分圧してそ
   の反転入力端子に帰環するための演算抵抗と、第２の演
   算増幅器の出力を第１の演算増幅器の反転入力端子に加
   えるための演算抵抗と、第の演算増幅器の出力をその反
   転入力端子に帰還するための演算抵抗を有し、前記各演
   算抵抗の値を選定することによって第１、第２の測温抵
   抗体の導線の抵抗の影響を受けないようにしたことを特
   徴とする温度差測定装置。
2. （２）電流源として定電流源を用いたことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の温度差測定装置。
3. （３）第１、第２の測温抵抗体の抵抗値に応じて出力電
   流が変化する電流源を用いたことを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の温度差測定装置。
4. （４）入出力端子間に演算抵抗を有し、反転入力端子に
   基準電圧が演算抵抗を介して加えられ、かつ第２の演算
   増幅器の出力が演算抵抗を介して加えられており、また
   非反転入力端子には第１、第２の測温抵抗体の接続点の
   電位が与えられている第３の演算増幅器と、入出力端子
   間に演算抵抗を有し、反転入力端子に第３の演算増幅器
   の出力が演算抵抗を介して加えられ、非反転入力端子に
   第１の測温抵抗体の一端の電位が与えられている第４の
   演算増幅器と、第４の演算増幅器の出力電圧を電流に変
   換して第１、第２の測温抵抗体に供給するための抵抗と
   で構成された電流源を用いたことを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の温度差測定装置。