JPS5828538B2 - 温度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブリッジ回路に測温抵抗体を設けて温度測定を
行なう温度測定装置に係り、特に測温抵抗体が機能し得
ない故障時の上限又は下限のバーンアウト等を的確にと
らえて警報等を発生する温度測定装置に関する。

従来温度測定を行なう場合、絶縁トランスの２次側巻線
から定電流を取り出して一辺に測温抵抗体を有するブリ
ッジ回路に加え、この測温抵抗体の温度による抵抗変化
をミリボルト電圧信号に変換しこの信号をブリッジ回路
から後続のチョッパ形絶縁増幅器に供給している。

この絶縁増幅器はミリボルト電圧信号を直流電圧信号に
変換した後、エミッタ側に直流電流を有するトランジス
タの定電流回路で温度変化に対応した直流定電流に変換
しこれを温度測定用抵抗に加えて温度を測定し、また前
記直流定電流を発振器に加えてパルスを発生させ前記絶
縁トランスを介してブリッジ回路に帰還するようにして
いる。

以上のような装置において、ブリッジ回路の測温抵抗体
を挿入する一辺が断線（例えば測温抵抗体自身の断線又
はその抵抗体のリード線の断線等）して故障が生じた場
合、ブリッジ回路の電源電圧が他の辺の抵抗を介して殆
んどその電圧値がチョッパ形絶縁増幅器に供給されるた
め、定電流回路から流出する直流定電流が上昇し測定温
度が上限側に振り切れてしまう。

また、測温抵抗体の挿入される辺と接続される他の辺が
断線した場合、ブリッジ回路の電源電圧がチョッパ形絶
縁増幅器の正入力部に入らず、反対に測温抵抗体その他
の抵抗を介してチョッパ形絶縁増幅器の負人力部に電圧
が入って測定温度は下限側に振り切れてしまう。

また、測温抵抗体と渋続されるブリッジ回路の電源電圧
の一方極性側のリード線が断線した場合には、定電流回
路の出力電流は不定となる。

而して、従来は以上のような断線故障のうち特に測温抵
抗体およびそのリード線の断線に限り、増幅トランジス
タのコレクタ側に警報装置等を設けて上限バーンアウト
の際に警報を発生させていた。

しかし、実際の使用態様にあっては上限バーンアウトだ
けでなく、必要に応じ下限バーンアウトに対しても警報
を発生する必要がある。

本発明は以上のような要望に対処してなされたものであ
って、測温抵抗体の挿入されるブリッジ回路の１辺に係
る断線だけでなく、本来的に測温抵抗体の機能を果し得
ないような他の辺またはブリッジ回路の電源電圧の接続
リード線等の断線に対しても警報等を発生できるように
する温度測定装置を提供するものである。

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

本装置は基本的には第１図のような構成のブリッジ回路
を用いる。

即ち、このブリッジ回路にあっては、スパン調整抵抗Ｒ
８の一端に測温抵抗体ＲＴＤを接続してこの抵抗体ＲＴ
Ｄ他端をブリッジ回路の直流電源Ｅｂの正極性に接続し
、またスパン調整抵抗Ｒ８の他端を抵抗Ｒ１を介して電
源Ｅｂの負極性に接続し、これによってブリッジ回路２
辺を形成する。

また、零点調整抵抗ＲＺの一端を電源Ｅｂの正極性に、
同抵抗ＲＺの他端は抵抗Ｒ２を介して電源Ｅｂの負極性
に接続して他の２辺を形成する。

さらに、電源Ｅｂ正極性からスパン調整抵抗Ｒ８および
零点調整抵抗ＲＺの一端にそれぞれダイオードＤＩ、Ｄ
２を接続している。

而して、通常の状態では、ダイオードＤ１には測温抵抗
体ＲＴＥの測定電圧、ダイオードＤ２にはリード線１０
の電圧降下しか加わらず、このため電流はダイオードＤ
Ｉ 、Ｄ２を流れずに■、◎の経路で流れる。

測温抵抗体ＲＴＤを機能させない故障については、電流
は次のように流れる。

１ 先ず、Ａ点の断線又は測温抵抗体ＲＴＤの断線：こ
の場合ダイオードＤ１がオンして、電源Ｅｂの正極性−
ダイオードＤ１−スパン調整抵抗Ｒ８−抵抗Ｒ１−電源
Ｅｂの負極性からなる閉回路を形成して電流が流れる。

２ Ｂ点の断線：ダイオードＤＩ、Ｄ２がオンしてそれ
ぞれ閉回路を形成し電流が流れる。

３ Ｃ点の断線：ダイオードＤ２がオンして、電源Ｅｂ
の正極性−零点調整抵抗ＲＺ−抵抗Ｂ２−電源Ｅｂの負
極性からなる閉回路を形成して電流が流れる。

従って、ダイオードＤＩ。Ｄ２に流れる電流を検出すれ
ば測温抵抗体ｍつが実質的に機能していないことが分る
。

第２図は第１図に示す動作原理を採ったブリッジ回路を
適用して実現した本発明の一実施例を示す温度測定装置
である。

このブリッジ回路１１はダイオードＤＩ、Ｄ２のアノー
ド側を共通接続してＰＮＲ形トランジスタＱ１のベース
側に接続し、このトランジスタＱ１のエミッタ側を電源
Ｅｂの正極性に接続する。

さらに、トランジスタＱ１のコレクタ側をホトカプラの
発光素子ＰＣＤを介して電源Ｅｂの負極性に接続する。

そして、Ａ点〜Ｃ点の断線時にトランジスタＱ１をオン
し発光素子ＰＣＤで発光させるようにする。

１２はブリッジ回路１１の零点調整抵抗ＲＺおよびスパ
ーン調整抵抗Ｒ８のそれぞれの可動端子から出力された
出力信号を入力とし、これをチョッパＣＨ１でチョッピ
ングして交流とした後絶縁トランスＴ１を介して後続の
チョッパＣＨ２で復調しこの信号を直流増幅器Ａ２で増
幅して出力するチョッパ形絶縁増幅器である。

１２ａはチョッパ信号発生器である。

この絶縁増幅器Ａ２の出力部は抵抗Ｒ３゜Ｒ４を介して
トランジスタＱ２．Ｑ３の２段直結構成の定電流回路１
３に接続している。

ＰＣＴはホトカプラの受光素子であってこのエミッタ側
を接地し、コレクタ側はスイッチ又はピンボードの設定
ピン等でアップ端子１４又はダウン端子１５と接続する
構成にしている。

そして、アップ端子１４は直流増幅器Ａ２の反転入力部
に、ダウン端子１５は抵抗Ｒ３、Ｒ４の共通部に接続し
ている。

Ｅｃは直流電源を示し、この正極性側は定電流を出力す
る定電流回路１３の後段トランジスタＱ３のエミッタ側
に、また直流増幅器Ａ２の電源並びに他端側を接地した
抵抗Ｒ５、Ｒ６の直列回路に接続している。

この抵抗Ｒ５，Ｒ６の共通部は直流増幅器Ａ２の非反転
入力部に接続している。

ＲＬは温度に対応して電圧の変化をもたらす温度測定抵
抗であり、この一端は直流電源Ｅｃの負極性側に接続し
ている。

この温度測定抵抗ＲＬの他端と前記トランジスタＱ３の
コレクタ側は定電流でパルスを発生する発振器１６の入
力部に接続し、ここで発生したパルスは絶縁トランスＴ
２に入り、このトランスＴ２の２次側巻線より定電流を
取り出して前記スパーン調整抵抗Ｒ８の両端に供給して
いる。

１７はトランジスタＱ３のコレクタ側に接続した警報装
置である。

次に、以上のように構成した温度測定装置の作用を説明
する。

Ａ点〜Ｃ点に断線がなく測温抵抗体ＲＴＤが正常に機能
している状態では、ブリツジ回路１１からダイオードＤ
Ｉ、Ｄ２等を除去した構成となるため、動作的には従来
と殆んど変らない。

即ち、測温抵抗体ＲＴＤは温度変化をとらえこれを抵抗
値の変化に置換する。

これにより、ブリッジ回路１１に不平衡状態が現われは
それに相当する電圧信号がでてチョッパ形絶縁増幅器１
２に入り、ここでチョッパＣＨ１によりチョッピングし
て交流にした後絶縁トランスＴ１で絶縁して２次側巻線
に取り出しこれを後段のチョッパ・ａ（２で復調して直
流電圧信号にする。

この直流電圧信号は後続の定電流回路１３で温度に対応
した直流定電流に変換出力し、これを温度測定抵抗ＲＬ
に流して温度測定を行なう。

また、この直流定電流を発振器１６に入れてここでパル
スを発生し絶縁トランスＴ２の１次側巻線に加える。

そして、絶縁トランスＴ２の２次側巻線に定電流を取り
出してブリッジ回路１１に帰還している。

次に、ブリッジ回路１１のＡ点断線について述べる。

電源Ｅｂの正極性電位によってトランジスタＱ１のエミ
ッタに電流が流れ込み同トランジスタＱ１がオンする。

これによって、ダイオードＤ１と発光素子ＰＣＤに電流
が流れて同発光素子Ｒのは発光する。

このとき、発光素子ＰＣＤの光が受光素子ＰＣＴに入っ
てオン状態になるため、直流増幅器Ａ２の負入力部（反
転入力）はアップ端子１４および受光素子ＰＣＴを介し
て接地される。

この結果、直流増幅器Ａ２の正入力部（非反転入力）に
は抵抗Ｒ５，Ｒ６によって決定される直流電源Ｂｃｌ／
２電圧がかかり、チョッパ形絶縁増幅器１２から高い直
流電圧信号がでてこれが定電流回路１３に供給される。

この結果、同回路１３から１００φ以上の定電流が流れ
、トランジスタＱ３のコレクタ側に接続されている警報
装置１７から警報が発生される。

次に、ブリッジ回路１１のＣ点の断線にあっても測温抵
抗体ＲＴＤは正常に機能し得ないが、この場合にも同様
にトランジスタＱ１のオンによってダイオードＤ２に電
流が流れこれによって発光素子ＰＣＤにも電流が流れこ
こで発光を行なう。

この発光素子ＰＣＤの発光信号は受光素子ＰＣＴで受光
し同素子ＰＣＴの抵抗を最小にする。

このとき、受光素子ＰＣＴのコレクタ側がダウン端子１
５に接続されていれば、チョッパ形絶縁増幅器１２の出
力部が接地された状態になるので、後続の定電流回路１
３を構成するトランジスタＱ４がカットオフとなって出
力電流は０％以下となる。

これを警報装置１７で検知して警報を発生する。

ブリッジ回路１１のＢ点の断線に対してもトランジスタ
Ｑ１のオンにより発光素子ＰＣＤは発光を行なうので、
測温抵抗体ＲＴＤが正常に機能していないことを警報装
置１７で警報することができる。

なお、上記実施例ではダイオードＤＩ、Ｄ２の共通部に
トランジスタＱ１を介して一個の発光素子ＰＣＤを用い
たが、例えばブリッジ回路１１を第１図のような構成し
てそれぞれのダイオードＤＩ。

Ｄ２にオン状態を検出するトランジスタを設け、これら
のトランジスタのコレクタに発光素子を個別に設けても
よい。

この場合にはこれら発光素子に対応する受光素子をチョ
ッパ形絶縁増幅器の入出力部に個別に設りるようにする
。

以上詳記したように本発明によれば、ブリッジ回路に設
けた測温抵抗体が正常に機能し得ない断線に対し、発光
素子を発光させるようにしたのでチョッパ形絶縁増幅器
の全体構成を用いることなく一部の回路を使用して上記
断線時の信号を取り出すことができる。

このことは、チョッパ形絶縁増幅器自身の故障等で異常
に出力電圧が高くなって警報を発生する場合等との関係
でも受光素子の受光状態を見ることによって容易に区別
して故障状態を判断できる。

また、発光素子の発光信号を受光する受光素子をチョッ
パ形絶縁増幅器の入出力部に切換共用又は個別に設ける
ことにより、定電流回路からの出力電流の１００％以上
又はｏ％以下の状態をも警報を発することができ、ユー
ザに合せて十分信頼性の高いものを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置に適用するブリッジ回路の基本原理
を説明する図、第２図は本発明に係る一実施例を説明す
る温度測定装置の構成図である。 １１・・・ブリッジ回路、ＲＴＤ・・・測温抵抗体、Ｄ
ｉ、Ｄ２・・・ダイオード、ＰＣＤ・・・発光素子、Ｐ
ＣＴ・・・受光素子、１２・・・チョッパ形絶縁増幅器
、１３・・・定電流回路、１６・・・発振器、１７・・
・警報装置、Ｔ２・・・絶縁トランス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流電源に測温抵抗体を１辺に持つ２辺の備列回路
   並びに他の２辺の直列回路をそれぞれ並夕１に接続した
   ブリッジ回路の出力信号を絶縁増幅器を介して後続の定
   電流回路で温度に対応した直流定電流に変換し温度測定
   部の抵抗等に供給する温度測定装置において、前記測温
   抵抗体の挿入されている辺及びその辺と前記直流電源と
   の接続点を介して隣り合う他辺に半導体スイッチング素
   子のスイッチング信号人力部を介してそれぞれ並列に接
   続される方向性素子と、前記直流電源に前記半導体スイ
   ッチング素子を介して接続された発光算子と、前記絶縁
   増幅器の後段側回路の入出力部に切換共用に設けられ前
   記発光素子の発光信号を受光する受光素子と、前記定電
   流回路の出力部に設けられ受光素子の導通時に上限バー
   ンアウト、下限バーアウトの状態を警報する装置とを備
   えてなることを特徴とする温度測定装置。