JPS6129447B2 - - Google Patents
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- JPS6129447B2 JPS6129447B2 JP12459478A JP12459478A JPS6129447B2 JP S6129447 B2 JPS6129447 B2 JP S6129447B2 JP 12459478 A JP12459478 A JP 12459478A JP 12459478 A JP12459478 A JP 12459478A JP S6129447 B2 JPS6129447 B2 JP S6129447B2
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- JP
- Japan
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- temperature
- thermometer
- contact
- thermocouples
- resistance
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は非接触熱電温度計に関する。
非接触熱電温度計は、公知のように、回転体の
表面温度など接触させて測定することが困難な場
合に使用される温度計である。
表面温度など接触させて測定することが困難な場
合に使用される温度計である。
熱電温度計の代りに連接温度計を用いても非接
触熱電温度計と同様のものが作られるが、本発明
の非接触連接温度計は、1個の抵抗温度計(ある
いはサーミスタ温度計、トランジスタ温度計)に
2個あるいは4個(1般には2n個)の熱電対を
連接して構成される。
触熱電温度計と同様のものが作られるが、本発明
の非接触連接温度計は、1個の抵抗温度計(ある
いはサーミスタ温度計、トランジスタ温度計)に
2個あるいは4個(1般には2n個)の熱電対を
連接して構成される。
こゝでは、抵抗温度計の場合を例にとるが、サ
ーミスタ温度計でもトランジスタ温度計でも同様
である。
ーミスタ温度計でもトランジスタ温度計でも同様
である。
非接触熱電温度計は、2個の熱電温度計によつ
て2点の温度を測定して被測定温度が知られるも
のである。第1図は、その2個の測温接点の位置
を示す概略図である。Fは被測温表面、Pは加熱
される金属薄板、Hはヒータである。Aが測温接
点Bは補助温度の測温接点である。測温接点Aは
被測温表面Fの近くに置かれており、測温接点B
は点Aの近くにおかれているPにつけられてい
る。
て2点の温度を測定して被測定温度が知られるも
のである。第1図は、その2個の測温接点の位置
を示す概略図である。Fは被測温表面、Pは加熱
される金属薄板、Hはヒータである。Aが測温接
点Bは補助温度の測温接点である。測温接点Aは
被測温表面Fの近くに置かれており、測温接点B
は点Aの近くにおかれているPにつけられてい
る。
被測温表面Fの温度(すなわち、求める真温
度)をt℃、2点A,Bの温度をそれぞれτ℃、
θ℃とすると、一般に、 t<τ<θ、t=τ=θ、t>τ>θ のいずれかである。温度θ℃は適宜の温度である
から、これを非接触熱電温度計の補助温度という
ことにし、温度τ℃を測定温度ということにす
る。
度)をt℃、2点A,Bの温度をそれぞれτ℃、
θ℃とすると、一般に、 t<τ<θ、t=τ=θ、t>τ>θ のいずれかである。温度θ℃は適宜の温度である
から、これを非接触熱電温度計の補助温度という
ことにし、温度τ℃を測定温度ということにす
る。
被測定温度t℃は変わらないとして、ヒータの
電流を変えて補助温度θ℃を変えると、測定温度
τ℃も変わる。このときのτとθとの関係は、温
度t℃を中にしてのかなり広い温度範囲にわたつ
て、第2図に示されているように直線で表わされ
ることが実験によつて認められている。
電流を変えて補助温度θ℃を変えると、測定温度
τ℃も変わる。このときのτとθとの関係は、温
度t℃を中にしてのかなり広い温度範囲にわたつ
て、第2図に示されているように直線で表わされ
ることが実験によつて認められている。
τとθとの関係を表わす直線と、τ、θ両座標
軸の間の角の2等分線(第2図の破線OG)との
交点のτあるいはθがtに等しい。
軸の間の角の2等分線(第2図の破線OG)との
交点のτあるいはθがtに等しい。
第2図を変えて、(τ−θ)とτとのグラフを
作ると第3図が得られる。これも直線であり、τ
軸との交点のτがtに等しい。
作ると第3図が得られる。これも直線であり、τ
軸との交点のτがtに等しい。
t℃を知るには、θ℃を変えてτ℃を測定し、
τとθとのグラフを作つてOGとの交点を求める
か、θ℃を調節してτ=θであるようにするかの
いずれの方法でもよい。しかし、いずれの方法に
よつても、温度t℃を知るのに、かなり時間が
かゝるし、t℃が変わるときには適用できない方
法である。
τとθとのグラフを作つてOGとの交点を求める
か、θ℃を調節してτ=θであるようにするかの
いずれの方法でもよい。しかし、いずれの方法に
よつても、温度t℃を知るのに、かなり時間が
かゝるし、t℃が変わるときには適用できない方
法である。
非接触連接温度計は、熱電対を抵抗温度計、サ
ーミスタ温度計あるいはトランジスタ温度計に連
接して構成される。こゝでは熱電対を抵抗温度計
に連接するものを例として説明するが、他の場合
もほゞ同様である。
ーミスタ温度計あるいはトランジスタ温度計に連
接して構成される。こゝでは熱電対を抵抗温度計
に連接するものを例として説明するが、他の場合
もほゞ同様である。
2個の熱電対を1個の抵抗温度計に連接するの
に、電気的連接でもよいが、熱的連接の場合を例
にとる。2個の熱電対は、ともにa、bなる材質
の素線のものであるとし、その熱起電力の温度係
数がβであるとする。
に、電気的連接でもよいが、熱的連接の場合を例
にとる。2個の熱電対は、ともにa、bなる材質
の素線のものであるとし、その熱起電力の温度係
数がβであるとする。
第4図は連接を説明するための図である。Rは
抵抗温度計の測温抵抗線で、その温度は連接温度
tG℃である。JAJA,JBJBは2個の熱電対、λは
定抵抗で、適宜に選定された連接温度計の基準温
度t0℃での測温抵抗線の抵抗R0に等しい。それ
で、測温抵抗線の抵抗Rは R=R0{1+α(tG−t0)} (1) である。さらに、rは可変抵抗、Sは定電圧電源
である。
抵抗温度計の測温抵抗線で、その温度は連接温度
tG℃である。JAJA,JBJBは2個の熱電対、λは
定抵抗で、適宜に選定された連接温度計の基準温
度t0℃での測温抵抗線の抵抗R0に等しい。それ
で、測温抵抗線の抵抗Rは R=R0{1+α(tG−t0)} (1) である。さらに、rは可変抵抗、Sは定電圧電源
である。
破線で囲まれた部分が連接部で、その中に測温
抵抗線Rと両熱電対の接点J,JA,JBがあり、
いずれもその温度が同じく連接温度tG℃であ
る。
抵抗線Rと両熱電対の接点J,JA,JBがあり、
いずれもその温度が同じく連接温度tG℃であ
る。
R、λを含む回路に電流iが流れているとす
る。2点M,mにおける電位をそれぞれVM,Vn
とし、JA,JBの電位をそれぞれVA,VBとする
と、 VM=i(R+λ)=iR0{2+α(tG−t0)} (2) Vn=iλ=iR0 (3) VA=β(τ−tG)、VB=β(θ−tG) (4) である。JAとJBとの電位差は VA−VB=β(τ−θ) (5) である。
る。2点M,mにおける電位をそれぞれVM,Vn
とし、JA,JBの電位をそれぞれVA,VBとする
と、 VM=i(R+λ)=iR0{2+α(tG−t0)} (2) Vn=iλ=iR0 (3) VA=β(τ−tG)、VB=β(θ−tG) (4) である。JAとJBとの電位差は VA−VB=β(τ−θ) (5) である。
可変抵抗rを調節して
iR0α=β (6)
であるように、電流iを定める。このときには
VM−2Vn=iR0α(tG−t0)
=β(tG−t0) (7)
であるから
VM−2Vn+VA=β(τ−t0) (8)
VM−2Vn+VB=β(θ−t0) (9)
である。式(8)、(9)の左辺は、演算増幅器で得られ
る。これらの電圧の測定によつてτ℃、θ℃が知
られる(基準温度t0℃は既知である)。また、電
圧(VA−VB)の測定によつて温度差(τ−θ)
℃が得られる。このように、非接触熱電温度計と
同様に、非接触連接温度計でt℃を知ることがで
きる。VA−VBが0になるように、ヒーターの電
流iを加減することによつても温度t℃が知られ
る。
る。これらの電圧の測定によつてτ℃、θ℃が知
られる(基準温度t0℃は既知である)。また、電
圧(VA−VB)の測定によつて温度差(τ−θ)
℃が得られる。このように、非接触熱電温度計と
同様に、非接触連接温度計でt℃を知ることがで
きる。VA−VBが0になるように、ヒーターの電
流iを加減することによつても温度t℃が知られ
る。
このような非接触連接温度計は、2個の熱電温
度計を用いる旧来の非接触熱電温度計に比して、
冷接点を不用とするなどの利点はあるが、応答性
はほとんど改善されていない。
度計を用いる旧来の非接触熱電温度計に比して、
冷接点を不用とするなどの利点はあるが、応答性
はほとんど改善されていない。
4個の熱電対を1個の抵抗温度計に連接して応
答性のよい非接触連接温度計を構成することがで
きる。
答性のよい非接触連接温度計を構成することがで
きる。
4個の熱電対J1A1JA1,J1B1JB1,J2A2JA2,
J2B2JB2を第5図にように1個の抵抗温度計に連
接する。A1,B1およびA2,B2は2個の非接触熱
電温度計の測温接点の役目をする。2個の熱電対
J1A1JA1,J1B1JB1と抵抗温度計とで非接触連接温
度計を構成し、J2A2JA2,J2B2JB2と抵抗温度計
とで非接触連接温度計を構成する。
J2B2JB2を第5図にように1個の抵抗温度計に連
接する。A1,B1およびA2,B2は2個の非接触熱
電温度計の測温接点の役目をする。2個の熱電対
J1A1JA1,J1B1JB1と抵抗温度計とで非接触連接温
度計を構成し、J2A2JA2,J2B2JB2と抵抗温度計
とで非接触連接温度計を構成する。
なお、第5図に示した非接触熱電温度計の4個
の測温接点A1,B1,A2,B2の配置を第6図に示
す。第6図中、A1,B1,A2,B2は上記の測温接
点、Fは被測温表面、P1は測温接点A1に近接す
る測温接点B1が設けられ加熱される金属薄板、
H1は上記金属薄板P1を加熱するためのヒータで
あり、同様にP2は測温接点A2に近接する測温接
点B2が設けられ加熱される金属薄板、H2は上記
金属薄板P2を加熱するためのヒータである。ヒー
タH1とH2の発熱量を変えることにより測温接点
B1の温度θ1と測温接点B2の温度θ2をθ1≠
θ2とすることができる。
の測温接点A1,B1,A2,B2の配置を第6図に示
す。第6図中、A1,B1,A2,B2は上記の測温接
点、Fは被測温表面、P1は測温接点A1に近接す
る測温接点B1が設けられ加熱される金属薄板、
H1は上記金属薄板P1を加熱するためのヒータで
あり、同様にP2は測温接点A2に近接する測温接
点B2が設けられ加熱される金属薄板、H2は上記
金属薄板P2を加熱するためのヒータである。ヒー
タH1とH2の発熱量を変えることにより測温接点
B1の温度θ1と測温接点B2の温度θ2をθ1≠
θ2とすることができる。
一般にn個の非接触熱電温度計の2n個の熱電
対の2n個の測温接点の配置についても同様であ
り、n個の非接触熱電温度計のそれぞれについて
個別にヒータと金属薄板を設けるようにすれば良
い。
対の2n個の測温接点の配置についても同様であ
り、n個の非接触熱電温度計のそれぞれについて
個別にヒータと金属薄板を設けるようにすれば良
い。
以下、第5図を参照しつゝ2個の非接触熱電温
度計を用いる場合について説明する。
度計を用いる場合について説明する。
A1,B1,A2,B2の温度をそれぞれτ1℃、θ
1℃、τ2℃、θ2℃とし、θ1≠θ2とする。
これらの点の電位VA1,VB1,VA2,VB2は式(4)
と同様に、 VA1=β(τ1−tG)、VB1=β(θ1−tG)、 VA2=β(τ2−tG)、VB2=β(θ2−tG)
(10) である。前の通りに、式(6)を充たす電流iを流す
と、式(7)がそのまゝ成立つ。
1℃、τ2℃、θ2℃とし、θ1≠θ2とする。
これらの点の電位VA1,VB1,VA2,VB2は式(4)
と同様に、 VA1=β(τ1−tG)、VB1=β(θ1−tG)、 VA2=β(τ2−tG)、VB2=β(θ2−tG)
(10) である。前の通りに、式(6)を充たす電流iを流す
と、式(7)がそのまゝ成立つ。
また、式(8)のVAをVA1あるいはVA2とし、τ
をτ1あるいはτ2とした式、および式(9)のVB
をVB1あるいはVB2とし、θをθ1あるいはθ2
とした式が成立つ。
をτ1あるいはτ2とした式、および式(9)のVB
をVB1あるいはVB2とし、θをθ1あるいはθ2
とした式が成立つ。
第3図から知られるように、
τ1−θ1/τ2−θ2=t−τ1/t−τ2=(t−
t0)−(τ1−t0)/(t−t0)−(τ2−t0
)(11) である。これを(t−t0)について解くと、 t−t0=(τ1−t0)(τ2−θ2)−(τ2−t0)(τ1−θ1)/(τ2−θ2)−(τ
1−θ1)(12) が得られる。この式の両辺にβを乗じると、 β(t−t0)=β(τ1−t0)β(τ2−θ2)−β(τ2−t0)β(τ1−θ1)/β(τ2−θ2
)−β(τ1−θ1)(13) すなわち、 β(t−t0)=(VM−2Vn+VA1)(VA2−VB2)−(VM−2Vn+VA2)(VA1−VB1)/(
VA2−VB2)−(VA1−VB1)(14) となる。この式の右辺は演算、増幅器で得られ
る。この電圧β(t−t0)を測定することによつ
つて、t℃が知られる。
t0)−(τ1−t0)/(t−t0)−(τ2−t0
)(11) である。これを(t−t0)について解くと、 t−t0=(τ1−t0)(τ2−θ2)−(τ2−t0)(τ1−θ1)/(τ2−θ2)−(τ
1−θ1)(12) が得られる。この式の両辺にβを乗じると、 β(t−t0)=β(τ1−t0)β(τ2−θ2)−β(τ2−t0)β(τ1−θ1)/β(τ2−θ2
)−β(τ1−θ1)(13) すなわち、 β(t−t0)=(VM−2Vn+VA1)(VA2−VB2)−(VM−2Vn+VA2)(VA1−VB1)/(
VA2−VB2)−(VA1−VB1)(14) となる。この式の右辺は演算、増幅器で得られ
る。この電圧β(t−t0)を測定することによつ
つて、t℃が知られる。
なお、式(11)の代りに、それから得られる、
τ1−θ1/τ2−θ2=t−θ1/t−θ
2(11′) を用いると、式(13)、(14)の代りに、その中の
τとθとを入れ変えた式が得られる。
2(11′) を用いると、式(13)、(14)の代りに、その中の
τとθとを入れ変えた式が得られる。
4個の熱電対の非接触連接温度計では、温度θ
1℃とθ2℃とが等しくない状態であれば、これ
を変えて測定する必要はないが、変わつてもよ
い。しかも、グラフによるのではなく、温度を調
節するのでもないので、応答性は非常によい。
1℃とθ2℃とが等しくない状態であれば、これ
を変えて測定する必要はないが、変わつてもよ
い。しかも、グラフによるのではなく、温度を調
節するのでもないので、応答性は非常によい。
而して、第7図には第5図に示した非接触連接
温度計の測温回路の一実施例が示されており、同
図中、第5図中に於けるものと同一の構成要素に
ついては同一の符号を付して示してある。
温度計の測温回路の一実施例が示されており、同
図中、第5図中に於けるものと同一の構成要素に
ついては同一の符号を付して示してある。
第7図中、1は連接温度tGに比例する電圧が
得られる回路であり、温度検出回路と演算回路と
で構成されている。基準温度t0は例えば0℃とす
る。感温部Rは白金測温抵抗体であり、その0℃
に於ける抵抗値R0は100Ωである。固定抵抗λの
抵抗値はR0の値に等しい。Aは反転増幅器、B
は減算器であり、この回路によりVM+Vnの出力
電圧が得られるる。
得られる回路であり、温度検出回路と演算回路と
で構成されている。基準温度t0は例えば0℃とす
る。感温部Rは白金測温抵抗体であり、その0℃
に於ける抵抗値R0は100Ωである。固定抵抗λの
抵抗値はR0の値に等しい。Aは反転増幅器、B
は減算器であり、この回路によりVM+Vnの出力
電圧が得られるる。
2は温度θとτを検出するための回路であり、
それぞれ逆方向にシリーズに連結された二組の熱
電対から成つてる。その一端はτ1,θ1,τ2
及びθ2の検出接点であり、他端は測温抵抗体R
と同一の連接部に連接され、tGに保たれてい
る。
それぞれ逆方向にシリーズに連結された二組の熱
電対から成つてる。その一端はτ1,θ1,τ2
及びθ2の検出接点であり、他端は測温抵抗体R
と同一の連接部に連接され、tGに保たれてい
る。
3は、回路1と2からの出力を演算する回路で
ある。反転増幅器C、加算器G及びF、減算器D
及びI、乗算器E、並びに除算器Hで構成され、
前記式(14)の右辺の値を演算し、表面温度tに
比例する電圧を得る。
ある。反転増幅器C、加算器G及びF、減算器D
及びI、乗算器E、並びに除算器Hで構成され、
前記式(14)の右辺の値を演算し、表面温度tに
比例する電圧を得る。
2n個の熱電対を1個の抵抗温度計に連接した
非接触連接温度計は、n>2とすると、n個の非
接触連接温度計と同等である。これらのn個の非
接触連接温度計の2個の組合わせで温度t℃が得
られるので、各組合せで得られるt℃の平均をと
れば、4個(n=2のとき)のものよりも精度が
よい。しかし、繁雑にあることは止むを得ない。
非接触連接温度計は、n>2とすると、n個の非
接触連接温度計と同等である。これらのn個の非
接触連接温度計の2個の組合わせで温度t℃が得
られるので、各組合せで得られるt℃の平均をと
れば、4個(n=2のとき)のものよりも精度が
よい。しかし、繁雑にあることは止むを得ない。
第1図は非接触熱電温度計の2個の測温接点の
位置を示す概略図であり、Fは被測温表面、Pは
加熱される金属薄板、Hはヒーター、Aは測温接
点、Bは補助温度測定の測温接点である。 第2図は、測温接点Aの温度τ℃と補助温度
(点Bの温度)θ℃との関係を示す図、第3図は
温度差(τ−θ)℃とτ℃との関係を示す図、第
4図は、2個の熱電対を1個の抵抗温度計に連接
したものの概念図、第5図は、4個の熱電対を1
個の抵抗温度計に連接したものの概念図である。
第6図は、第5図に示した非接触連接温度計の4
個の測温接点の配置を示す概略図、第7図は、第
5図に示した非接触連接温度計の測温回路の一実
施例を示すブロツク図である。第4,5図の破線
で囲まれた部分が連接部でその中にある測温抵抗
線Rおよび熱電対の測温接点でない方の端(第4
図のJA,J,JB、第5図のJA1,J1,JB1,J
A2,J2,JB2)の温度は連接温度tG℃である。
位置を示す概略図であり、Fは被測温表面、Pは
加熱される金属薄板、Hはヒーター、Aは測温接
点、Bは補助温度測定の測温接点である。 第2図は、測温接点Aの温度τ℃と補助温度
(点Bの温度)θ℃との関係を示す図、第3図は
温度差(τ−θ)℃とτ℃との関係を示す図、第
4図は、2個の熱電対を1個の抵抗温度計に連接
したものの概念図、第5図は、4個の熱電対を1
個の抵抗温度計に連接したものの概念図である。
第6図は、第5図に示した非接触連接温度計の4
個の測温接点の配置を示す概略図、第7図は、第
5図に示した非接触連接温度計の測温回路の一実
施例を示すブロツク図である。第4,5図の破線
で囲まれた部分が連接部でその中にある測温抵抗
線Rおよび熱電対の測温接点でない方の端(第4
図のJA,J,JB、第5図のJA1,J1,JB1,J
A2,J2,JB2)の温度は連接温度tG℃である。
Claims (1)
- 1 2n個の熱電対から成るn個の非接触熱電温
度計と、上記2n個の熱電対に連接される1個の
抵抗温度計と、上記n個の非接触熱電温度計とし
ての補助温度をそれぞれ異なつた温度とする手段
と、それぞれの測定温度及び補助温度と基準温度
との差並びに両温度の差に比例する電圧を出力す
る演算、増幅器と、被測定温度を求めるため上記
演算、増幅器の出力を利用して被測定温度と基準
温度との差を求める演算、増幅器とによつて構成
される非接触連接温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12459478A JPS5551326A (en) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | Non-contact connected thermometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12459478A JPS5551326A (en) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | Non-contact connected thermometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5551326A JPS5551326A (en) | 1980-04-15 |
| JPS6129447B2 true JPS6129447B2 (ja) | 1986-07-07 |
Family
ID=14889309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12459478A Granted JPS5551326A (en) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | Non-contact connected thermometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5551326A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0431723A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-02-03 | Agency Of Ind Science & Technol | シース型熱電対を利用した温度差測定器 |
-
1978
- 1978-10-12 JP JP12459478A patent/JPS5551326A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5551326A (en) | 1980-04-15 |
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