(57)【要約】【課題】温度の計測精度を保ちつつ、配線コストの増加とシステムの規模を抑えた温度計測システムを実現する。【解決手段】本発明に係る温度検知機能と温度検知以外の他の機能とを備えた温度検知装置１は、温度検知機能のための第１外部端子Ｐ１および第２外部端子Ｐ２と、他の機能のための第３外部端子Ｐ３と、第１外部端子と第２外部端子との間に接続された測温抵抗素子ＲTと、二つの端子を有し、第２外部端子と第３外部端子との間に二つの端子が夫々接続され、入力された電流に応じた電圧を二つの端子間に発生させる電圧発生部１４と、第２外部端子と第３外部端子との間に、電圧発生部と直列に接続されたスイッチＳＷ１と、第２外部端子の電圧Ｖｓが閾値Ｖｔｈよりも低い場合にスイッチをオフし、第２外部端子の電圧が閾値よりも高い場合にスイッチＳＷ１をオンする制御部１１とを有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度検知機能と温度検知以外の他の機能とを備えた温度検知装置であって、
前記温度検知機能のための第１外部端子および第２外部端子と、
前記他の機能のための第３外部端子と、
前記第１外部端子と前記第２外部端子との間に接続された測温抵抗素子と、
二つの端子を有し、前記第２外部端子と前記第３外部端子との間に前記二つの端子が夫々接続され、入力された電流に応じた電圧を前記二つの端子間に発生させる電圧発生部と、
前記第２外部端子と前記第３外部端子との間に、前記電圧発生部と直列に接続された第１スイッチと、
前記第２外部端子の電圧が閾値よりも低い場合に前記第１スイッチをオフし、前記第２外部端子の電圧が閾値よりも高い場合に前記第１スイッチをオンする制御部と
を有する温度検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の温度検知装置において、
前記他の機能のための第４外部端子と、
前記他の機能に関する電圧を生成して出力する電圧出力部と、を更に有し、
前記制御部は、前記第２外部端子の電圧が閾値よりも低い場合に前記電圧出力部による電圧出力を可能にし、前記第２外部端子の電圧が閾値よりも高い場合に前記電圧出力部による電圧出力を停止させる
ことを特徴とする温度検知装置。
【請求項３】
請求項２に記載の温度検知装置において、
湿度検知素子を更に有し、
前記電圧出力部は、前記湿度検知素子に基づいて生成した電圧を前記第４外部端子に出力する
ことを特徴とする温度検知装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の温度検知装置と、
前記温度検知装置と電気的に接続された計測器とを備え、
前記計測器は、
配線抵抗計測モードにおいて、前記第１外部端子、前記第２外部端子、および前記第３外部端子を用いた３線式の温度計測によって前記測温抵抗素子の抵抗値の第１推定値を算出するとともに、前記第１外部端子および前記第２外部端子を用いた２線式の温度計測によって前記測温抵抗素子の抵抗値の第２推定値を算出し、前記第１推定値と前記第２推定値との差に基づいて、前記温度検知装置と前記計測器との間を接続する配線の配線抵抗を算出し、
温度計測モードにおいて、２線式の温度計測によって前記測温抵抗素子の抵抗値の第３推定値を算出し、算出した前記第３推定値を、前記配線抵抗計測モードによって算出した前記配線抵抗によって補正して前記測温抵抗素子の抵抗値の真値を算出する
ことを特徴とする温度計測システム。
【請求項５】
請求項４に記載の温度計測システムにおいて、
前記計測器は、前記配線抵抗計測モードにおいて、前記第１推定値と前記第２推定値との差を複数回算出し、複数の前記差の平均値に基づいて前記配線抵抗を算出する
ことを特徴とする温度計測システム。
【請求項６】
請求項５に記載の温度計測システムにおいて、
前記計測器は、
前記第１外部端子と電気的に接続された第５外部端子と、
前記第２外部端子と電気的に接続された第６外部端子と、
前記第３外部端子と電気的に接続されるとともに、前記計測器のグラウンド電位に接続された第７外部端子と、
前記第６外部端子と前記計測器の前記グラウンド電位との間に接続された第２スイッチと、
データ処理制御部とを含み、
前記データ処理制御部は、
前記配線抵抗計測モードにおいて、前記計測器の前記第２スイッチをオフさせた状態で前記第５外部端子および前記第６外部端子に電流を供給し、そのときの前記第５外部端子の電圧および電流と前記第６外部端子の電圧および電流とに基づいて前記第１推定値を算出し、前記第２スイッチをオンさせた状態で前記第５外部端子に電流を供給し、そのときの前記第５外部端子の電圧および電流に基づいて前記第２推定値を算出し、
前記温度計測モードにおいて、前記計測器の前記第２スイッチをオンさせた状態で前記第５外部端子に電流を供給し、そのときの前記第５外部端子の電圧および電流に基づいて前記第３推定値を算出し、前記第３推定値と前記配線抵抗の値との差を前記測温抵抗素子の抵抗値の真値とする
ことを特徴とする温度計測システム。
【請求項７】
請求項６に記載の温度計測システムにおいて、
前記第４外部端子と電気的に接続された第８外部端子を更に有し、
前記データ処理制御部は、
前記温度計測モードにおいて、前記第７外部端子と前記第８外部端子との間の電圧に基づいて湿度を算出する
ことを特徴とする温度計測システム。
【請求項８】
請求項３に記載の温度検知装置と、第５乃至第８外部端子を有する計測器とを有する温度計測システムにおいて、前記第１乃至第４外部端子を前記第５乃至第８外部端子に信号線によって夫々接続した状態で温度を計測する温度計測方法であって、
前記計測器が、前記第５外部端子および前記第６外部端子から電流を出力したときの前記第５外部端子の電圧および電流と前記第６外部端子の電圧および電流から、前記測温抵抗素子の抵抗値の第１推定値を算出する第１ステップと、
前記計測器が、前記第６外部端子を前記計測器のグラウンド電位に接続した状態で前記第５外部端子から電流を出力したときの前記第５外部端子の電圧および電流に基づいて、前記測温抵抗素子の抵抗値の第２推定値を算出する第２ステップと、
前記計測器が、前記第１ステップで算出した前記第１推定値と前記第２ステップで算出した前記第２推定値と差に基づいて、前記温度検知装置と前記計測器との間を接続する前記信号線の配線抵抗を算出する第３ステップと、
前記計測器が、前記第６外部端子を前記計測器のグラウンド電位に接続した状態で前記第５外部端子から電流を出力したときの前記第５外部端子の電圧および電流に基づいて、前記測温抵抗素子の抵抗値の第３推定値を算出する第４ステップと、
前記計測器が、前記第４ステップで算出した前記第３推定値から前記第３ステップで算出した前記配線抵抗を減算することによって得られた前記測温抵抗素子の抵抗値の真値から、温度を算出する第５ステップとを含む
ことを特徴とする温度計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測温抵抗体を用いた温度検知装置、および上記温度検知装置を用いて温度を計測する温度計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ビル等の建物における空調制御システムでは、空調の制御対象空間における温度および湿度を計測するために、温湿度計測装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。温湿度計測装置としては、測温抵抗体（Ｐｔ１００）を用いて温度を計測し、高分子容量式湿度検知素子を用いて湿度を計測するものが知られている。
【０００３】
測温抵抗体を用いた温度計測では、測温抵抗体と計測器との間の結線方式に応じた種々の計測手法が知られている。例えば、特許文献２には、２線式の温度計測回路を用いた手法と３線式の温度計測回路を用いた手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５４６３２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１６８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、２線式の温度計測手法では、３線式の温度計測手法と比べて配線コストを抑えることが可能となるが、配線抵抗に基づく計測温度の誤差が生じてしまう。
【０００６】
一方、３線式の温度計測手法では、上述の配線抵抗の影響を受けることなく高精度に温度を計測することが可能となるが、２線式の温度計測手法に比べて、配線数が増加することによる配線コストの増大と、端子数が増加することによるシステムの規模（製品サイズ）の増大を招く。
【０００７】
したがって、測温抵抗体を用いた温度計測システムでは、２線式の温度計測手法を採用した場合には、温度の計測精度が低下し、３線式の温度計測手法を採用した場合には、配線コストの増加とシステムの規模の増大を招くという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、温度の計測精度を保ちつつ、配線コストの増加とシステムの規模を抑えた温度計測システムを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る、温度検知機能と温度検知以外の他の機能とを備えた温度検知装置は、温度検知機能のための第１外部端子（Ｐ１）および第２外部端子（Ｐ２）と、他の機能のための第３外部端子（Ｐ３）と、第１外部端子と第２外部端子との間に接続された測温抵抗素子（ＲT）と、二つの端子を有し、第２外部端子と第３外部端子との間に二つの端子が夫々接続され、入力された電流に応じた電圧を二つの端子間に発生させる電圧発生部（１４，Ｒ1）と、第２外部端子と第３外部端子との間に、電圧発生部と直列に接続された第１スイッチ（ＳＷ１）と、第２外部端子の電圧（Ｖｓ）が閾値（Ｖｔｈ）よりも低い場合に第１スイッチをオフし、第２外部端子の電圧が閾値よりも高い場合に第１スイッチをオンする制御部（１１）とを有することを特徴とする。
【００１０】
上記温度検知装置において、他の機能のための第４外部端子（Ｐ４）と、上記他の機能に関する電圧（ＶOUT4）を生成して出力する電圧出力部（１２）とを更に有し、制御部は、第２外部端子の電圧が閾値よりも低い場合に電圧出力部による電圧出力を可能にし、第２外部端子の電圧が閾値よりも高い場合に電圧出力部による電圧出力を停止させてもよい。
【００１１】
上記温度検知装置において、湿度検知素子（１３）を更に有し、電圧出力部は、湿度検知素子に基づいて生成した電圧を第４外部端子（Ｐ４）に出力してもよい。
【００１２】
本発明に係る温度計測システムは、上記温度検知装置と、上記温度検知装置と電気的に接続された計測器（２）とを備え、計測器は、配線抵抗計測モードにおいて、第１外部端子、第２外部端子、および第３外部端子を用いた３線式の温度計測によって測温抵抗素子の抵抗値の第１推定値（ＲT_1）を算出するとともに、第１外部端子および第２外部端子を用いた２線式の温度計測によって測温抵抗素子の抵抗値の第２推定値（ＲT_2）を算出し、第１推定値と第２推定値との差に基づいて、温度検知装置と計測器との間を接続する配線（Ｌ１，Ｌ２）の配線抵抗（２ｒ）を算出し、温度計測モードにおいて、２線式の温度計測によって測温抵抗素子の抵抗値の第３推定値（ＲT_3）を算出し、算出した第３推定値を、配線抵抗計測モードで算出した配線抵抗（２ｒ）によって補正して測温抵抗素子の抵抗値の真値を算出することを特徴とする。
【００１３】
上記温度計測システムにおいて、計測器は、配線抵抗計測モードにおいて、第１推定値と第２推定値との差を複数回算出し、複数の前記差の平均値に基づいて配線抵抗を算出してもよい。
【００１４】
上記温度計測システムにおいて、計測器は、第１外部端子と電気的に接続された第５外部端子（Ｐ５）と、第２外部端子と電気的に接続された第６外部端子（Ｐ６）と、第３外部端子と電気的に接続されるとともに、計測器のグラウンド電位に接続された第７外部端子（Ｐ７）と、第６外部端子と計測器のグラウンド電位との間に接続された第２スイッチ（ＳＷ２）と、データ処理制御部（２１）とを含み、データ処理制御部は、配線抵抗計測モードにおいて、計測器の第２スイッチをオフさせた状態で第５外部端子および第６外部端子に電流（ＩOUT1，ＩOUT2）を夫々供給し、そのときの第５外部端子の電圧および電流と第６外部端子の電圧および電流とに基づいて第１推定値（ＲT_1）を算出し、第２スイッチ（ＳＷ２）をオンさせた状態で第５外部端子に電流を供給し、そのときの第５外部端子の電圧および電流に基づいて第２推定値（ＲT_2）を算出し、温度計測モードにおいて、計測器の第２スイッチをオンさせた状態で第５外部端子に電流を供給し、そのときの第５外部端子の電圧および電流に基づいて第３推定値（ＲT_3）を算出し、第３推定値と配線抵抗の値との差を測温抵抗素子の抵抗値の真値としてもよい。
【００１５】
上記温度計測システムにおいて、第４外部端子と電気的に接続された第８外部端子（Ｐ８）を更に有し、データ処理制御部は、温度計測モードにおいて、第７外部端子と第８外部端子との間の電圧（ＶOUT4）に基づいて湿度を算出してもよい。
【００１６】
本発明に係る温度計測方法は、上記温度検知装置と、第５乃至第８外部端子を有する計測器とを有する温度計測システムにおいて、上記第１乃至第４外部端子を上記第５乃至第８外部端子に信号線によって夫々接続した状態で温度を計測する温度計測方法であって、計測器が、第５外部端子および第６外部端子から電流を出力したときの第５外部端子の電圧および電流と第６外部端子の電圧および電流から、測温抵抗素子の抵抗値の第１推定値を算出する第１ステップ（Ｓ１４）と、計測器が、第６外部端子を計測器のグラウンド電位に接続した状態で第５外部端子から電流を出力したときの第５外部端子の電圧および電流に基づいて、測温抵抗素子の抵抗値の第２推定値を算出する第２ステップ（Ｓ１８）と、計測器が、第１ステップで算出した第１推定値と第２ステップで算出した第２推定値と差に基づいて、温度検知装置と計測器との間を接続する信号線の配線抵抗（２ｒ）を算出する第３ステップ（Ｓ１９）と、計測器が、第６外部端子を計測器のグラウンド電位（ＧＮＤ２）に接続した状態で第５外部端子から電流を出力したときの第５外部端子の電圧および電流に基づいて、測温抵抗素子の抵抗値の第３推定値を算出する第４ステップ（Ｓ２４）と、計測器が、第４ステップで算出した第３推定値から第３ステップで算出した配線抵抗を減算することによって得られた測温抵抗素子の抵抗値の真値から、温度を算出する第５ステップ（Ｓ２５）とを含むことを特徴とする。
【００１７】
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を括弧を付して記載している。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したことにより、本発明によれば、温度の計測精度を保ちつつ、配線コストの増加とシステムの規模を抑えた温度計測システムを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る温度検知装置を備えた温度計測システムの構成を示す図である。
【図２】温度計測システムによる温度および湿度の計測に係る処理の流れを示すフロー図である。
【図３】配線抵抗計測モードにおける処理の流れを示すフロー図である。
【図４】配線抵抗計測モードにおける温度検知装置と計測器との接続関係を示す図である。
【図５】３線式の温度計測回路の構成を示す図である。
【図６】配線抵抗計測モードにおける温度検知装置と計測器との接続関係を示す別の図である。
【図７】２線式の温度計測回路の構成を示す図である。
【図８】通常計測モードにおける処理の流れを示すフロー図である。
【図９】通常計測モードにおける温度検知装置と計測器との接続関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る温度検知装置を備えた温度計測システムの構成を示す図である。
図１に示される温度計測システム１００は、設置された空間の温度を検知する温度検知装置１と、温度検知装置１によって検知された温度に応じた電気信号に基づいて、上記空間の温度を計測する計測器２とを備えている。
【００２２】
本実施の形態では、温度計測システム１００が空調制御システムの一部である場合を例に取り、説明する。具体的に、温度検知装置１は、空調制御対象の空間に設置され、その空間の温度および湿度を検知する温湿度検知装置であって、計測器２は、温度検知装置１からの信号に基づいて温度および湿度を算出する機能と、計測した温度および湿度に基づいてファンコイルユニット等の空調機３を制御する機能とを備えたコントローラである。
【００２３】
図１に示すように、温度検知装置１と計測器２とは複数の配線Ｌ１〜Ｌ４によって電気的に接続され、温度検知装置１と計測器２との間で電圧および電流の入出力が可能となっている。
【００２４】
具体的に、温度検知装置１は、外部端子として、温度検知機能のための端子Ｐ１，Ｐ２と、温度検知機能以外の他の機能、すなわち湿度検知機能のための端子Ｐ３，Ｐ４とを有している。また、計測器２は、外部端子として、温度計測機能のための端子Ｐ５，Ｐ６と、温度計測機能以外の他の機能、すなわち湿度計測機能のための端子Ｐ７，Ｐ８とを有している。
【００２５】
図１に示されるように、端子Ｐ１と端子Ｐ５とは配線Ｌ１によって接続され、端子Ｐ２と端子Ｐ６とは配線Ｌ２によって接続され、端子Ｐ３と端子Ｐ７とは配線Ｌ３によって接続され、端子Ｐ４と端子Ｐ８とは配線Ｌ４によって接続されている。
【００２６】
ここで、配線Ｌ１〜Ｌ４の配線抵抗を“ｒ１〜ｒ４”と夫々表記する。本実施の形態では、一例として、“ｒ１＝ｒ２＝ｒ３＝ｒ４＝ｒ”として説明するが、少なくとも配線抵抗ｒ１と配線抵抗ｒ２とが同じ抵抗値であればよく、配線抵抗ｒ１，ｒ２と配線抵抗ｒ３，ｒ４とは必ずしも同じ抵抗値である必要はない。
【００２７】
具体的に、温度検知装置１は、測温抵抗素子ＲT、スイッチＳＷ１、制御部１１、電圧出力部１２、湿度検知素子１３、および電圧発生部１４を有している。
【００２８】
測温抵抗素子ＲTは、測温抵抗体（例えばＰｔ１００）から成る抵抗であり、一端が端子Ｐ１に接続され、他端が端子Ｐ２に接続されている。
【００２９】
電圧発生部１４は、端子Ｐ２と端子Ｐ３との間に二つの端子が夫々接続され、入力された電流に応じた電圧を上記二つの端子間に発生させる機能部である。本実施の形態では、電圧発生部１４が抵抗Ｒ1であるとして説明するが、これに限定されるものではない。
【００３０】
スイッチＳＷ１は、端子Ｐ２と端子Ｐ３との間に、電圧発生部１４と直列に接続され、後述する制御部１１によって開閉（オン・オフ）が制御される。ここで、スイッチＳＷ１の一端が接続される端子Ｐ３は、温度検知装置１の内部において、温度検知装置１の内部グラウンド電位ＧＮＤ１に接続されている。
【００３１】
湿度検知素子１３は、湿度に応じて静電容量が変化する素子であり、例えば高分子容量式湿度検知素子である。
【００３２】
電圧出力部１２は、湿度検知素子１３の両端の静電容量（高分子容量式湿度検知素子の容量の変化）に応じた電圧（湿度検知信号）を生成して端子Ｐ４に出力する機能部である。
【００３３】
制御部１１は、端子Ｐ２の電圧Ｖｓに基づいて、スイッチＳＷ１の開閉と電圧出力部１２による電圧出力を制御する機能部である。具体的に、制御部１１は、端子Ｐ２の電圧Ｖｓが閾値Ｖｔｈよりも低い場合に、スイッチＳＷ１をオフするとともに、電圧出力部１２による湿度検知信号の出力を許可し、端子Ｐ４から温度検知信号としての電圧ＶOUT4が出力される。一方、端子Ｐ２の電圧Ｖｓが閾値Ｖｔｈよりも高い場合には、制御部１１は、スイッチＳＷ１をオンするとともに、電圧出力部１２による湿度検知信号の出力を停止させる。このとき、端子Ｐ４は、例えばハイインピーダンスとなる。
【００３４】
計測器２は、動作モードとして、温度検知装置１と計測器２とを電気的に接続する配線Ｌ１，Ｌ２の抵抗（配線抵抗）を計測する“配線抵抗計測モード”と、温度検知装置１からの信号に基づいて温度および湿度を計測する“通常計測モード”とを有している。
【００３５】
計測器２は、配線抵抗計測モードにおいて、温度検知装置１の端子Ｐ１〜Ｐ３を用いた３線式の温度計測手法に基づいて、測温抵抗素子ＲTの抵抗値の第１推定値ＲT_1を算出するとともに、端子Ｐ１および端子Ｐ３を用いた２線式の温度計測手法に基づいて、測温抵抗素子ＲTの抵抗値の第２推定値ＲT_2を算出し、第１推定値ＲT_1と第２推定値ＲT_2との差（ＲT_2−ＲT_1）に基づいて、温度検知装置１と計測器２との間を接続する配線Ｌ１，Ｌ２の配線抵抗ｒ１，ｒ２を算出する。
【００３６】
一方、温度計測モードにおいて、計測器２は、２線式の温度計測手法に基づいて測温抵抗素子ＲTの抵抗値の第３推定値ＲT_3を算出し、算出した第３推定値ＲT_3を、配線抵抗計測モードによって算出した配線抵抗ｒ１，ｒ２によって補正することにより、測温抵抗素子ＲTの抵抗値を算出する。
【００３７】
具体的に、計測器２は、スイッチＳＷ２、およびデータ処理制御部２１を有する。
スイッチＳＷ２は、端子Ｐ６と計測器２の内部グラウンド電位ＧＮＤ２との間に接続され、後述するデータ処理制御部２１によって開閉（オン・オフ）が制御される。
【００３８】
端子Ｐ７は、計測器２の内部において、計測器２の内部グラウンド電位ＧＮＤ２に接続されている。
【００３９】
データ処理制御部２１は、温度検知装置１から出力された信号に基づいて、空調機３による制御対象空間の温度および湿度を算出するとともに、算出した温度および湿度に基づいて空調機３を制御する機能部である。データ処理制御部２１は、例えば、マイクロコントローラ等のプログラム処理装置や、空調機３との間の通信を実現するための各種インターフェース回路等から構成されている。
【００４０】
具体的に、データ処理制御部２１は、配線抵抗計測モードにおいて、配線抵抗を算出し、温度計測モードにおいて、２線式の温度計測手法に基づいて計測した測温抵抗素子ＲTの抵抗値の推定値を上記配線抵抗によって補正することによって制御対象空間の温度を計測するとともに、温度検知装置１から出力された電圧ＶOUT4に基づいて制御対象空間の湿度を計測する。
【００４１】
以下、温度計測システム１００による温度および湿度の計測方法について、図を用いて詳細に説明する。
【００４２】
図２は、温度計測システムによる温度および湿度の計測に係る処理の流れを示すフロー図である。
図２に示すように、温度計測システム１００は、温度計測を開始する前に、先ず、配線計測モードで動作する（Ｓ１）。配線計測モードでは、一時的に温度計測のための回路を３線式の温度計測回路に切り替えて、配線Ｌ１，Ｌ２の配線抵抗を算出する。
【００４３】
次に、温度計測システム１００は、通常計測モードに移行して温度および湿度を計測する（Ｓ２）。通常計測モードでは、温度計測のための回路を２線式の温度計測回路に切り替えて、測温抵抗素子ＲTの抵抗値の推定値を算出し、その推定値を配線計測モードで算出した配線抵抗によって補正することにより、温度を計測するとともに、高分子容量式湿度検知素子に基づく電圧から湿度を計測する。
【００４４】
ここで、配線計測抵抗モードへの移行、すなわち配線抵抗の算出処理（ステップＳ１）の実行は、通常計測モードで温度計測を行う前に少なくとも１回行われていればよい。例えば、温度計測システム１００を起動した際に１回だけ配線計測抵抗モードに移行してもよいし、タイマ等を用いて定期的に配線計測抵抗モードに移行してもよい。あるいは、通常計測モードで温度計測を行う前にその都度、配線抵抗計測モードに移行してもよい。
【００４５】
次に、配線抵抗計測モードにおける処理の流れについて詳細に説明する。
図３は、配線抵抗計測モードにおける処理の流れを示すフロー図である。
温度計測システム１００の起動後の初期状態において、例えば図１に示すように、データ処理装置２側では、スイッチＳＷ２がオンし、端子Ｐ６がグラウンド電位ＧＮＤ２に接続されている。一方、温度検知装置１側では、端子Ｐ２の電位Ｖｓが閾値Ｖｔｈよりも低くなっていることにより、スイッチＳＷ１がオフし、電圧出力部１２による端子Ｐ４への電圧出力が可能な状態となっている。
【００４６】
温度計測システム１００は、起動後、先ず、配線抵抗計測モードに移行する（ステップＳ１）。
配線抵抗計測モードでは、先ず、図４に示すように、計測器２側のデータ処理制御部２１がスイッチＳＷ２をオフさせるとともに、端子Ｐ５から電流ＩOUT1を出力し、端子Ｐ６から電流ＩOUT2を出力する（Ｓ１１）。これにより、温度検知装置１側の端子Ｐ２の電圧Ｖｓが上昇し、閾値Ｖｔｈを超える（Ｓ１２）。
【００４７】
温度検知装置１側の制御部１１は、電圧Ｖｓが閾値Ｖｔｈを超えたことを検知すると、スイッチＳＷ１をオンするとともに、電圧出力部１２による端子Ｐ４への電圧出力を停止させる（Ｓ１３）。これにより、温度検知装置１と計測器２との間に、３線式の温度計測回路が実現される。
【００４８】
このとき、電流ＩOUT1および電流ＩOUT2が、抵抗Ｒ1、スイッチＳＷ１、端子Ｐ３、および端子Ｐ７を経由して計測器２の内部グラウンド電位ＧＮＤ２に流れ込むことにより、端子Ｐ２の電圧Ｖｓは閾値Ｖｔｈを超えたままとなる。
【００４９】
なお、このとき、スイッチＳＷ１の一方の端子は、温度検知装置１側の内部グラウンド電位ＧＮＤ１と、端子Ｐ３および配線Ｌ３を介して計測器２側の内部グラウンド電位ＧＮＤ２とに夫々接続されているが、電流ＩOUT1，ＩOUT2のソースとしての計測器２から見たインピーダンスは、内部グラウンド電位ＧＮＤ１よりも内部グラウンド電位ＧＮＤ２の方が低い。そのため、電流ＩOUT1，ＩOUT2は、主にスイッチＳＷ１から端子Ｐ３を介して内部グラウンド電位ＧＮＤ２に流れ込み、内部グラウンドＧＮＤ１へは、ほとんど流れ込まない。
【００５０】
次に、計測器２側のデータ処理制御部２１が、３線式の温度計測を実行する（Ｓ１４）。以下、３線式の温度計測手法について詳細に説明する。
【００５１】
図５は、３線式の温度計測回路の構成を示す図である。
同図に示される温度計測回路１０１は、図１に示される温度計測システム１００における３線式の温度計測に係る部分のみを取り出して図示したものである。
【００５２】
図５に示されるように、３線式の温度計測では、３本の配線Ｌ１〜Ｌ３が利用され、理想的には同一の長さ・抵抗を有する配線Ｌ１〜Ｌ３が利用される。ここでは、説明の便宜上、配線抵抗ｒ１＝ｒ２＝ｒ３＝ｒとする。
【００５３】
３線式の温度計測では、同一の電流を端子Ｐ５および端子Ｐ６から流したときの端子Ｐ５の電圧と端子Ｐ６の電圧と差を計測することにより、配線抵抗ｒの影響を受けずに、測温抵抗素子ＲTの抵抗値を計測することが可能となる。以下、詳細に説明する。
【００５４】
先ず、端子Ｐ５から電流ＩOUT1を流し、端子Ｐ６から電流ＩOUT2を流したときの、端子Ｐ５の電圧ＶOUT1と端子Ｐ６の電圧ＶOUT2は、式（１），（２）で夫々表すことができる。ここで、ＲTは測温抵抗素子ＲTの真の抵抗値を表している。また、ＩOUT1＝ＩOUT2＝Ｉ、ｒ１＝ｒ２＝ｒとしている。
【００５５】
【数１】
2018054351.tif 000003
【００５６】
【数２】
2018054351.tif 000004
【００５７】
次に、電圧ＶOUT1と電圧ＶOUT2との差を取ると、式（３）が得られる。
【００５８】
【数３】
2018054351.tif 000005
【００５９】
式（３）を変形することにより、測温抵抗素子ＲTは、式（４）で表すことができる。
【００６０】
【数４】
2018054351.tif 000006
【００６１】
式（４）から理解されるように、３線式の温度計測回路１０１によれば、配線抵抗ｒの影響を受けることなく、測温抵抗素子ＲTの抵抗値を計測することができる。一般に、測温抵抗素子は周囲の温度によって抵抗が変化し、その抵抗値と温度との関係が予めわかっているため、この抵抗値を計測することにより、温度を計測することができる。
【００６２】
そこで、図３のステップＳ１４では、データ処理制御部２１が、端子Ｐ５および端子Ｐ６から電流ＩOUT1，ＩOUT2（ＩOUT1＝ＩOUT2＝Ｉ）を夫々出力したときの、端子Ｐ５の電圧ＶOUT1と、端子Ｐ６の電圧ＶOUT2と、電流Ｉとを計測し、それらの計測値に基づいて上記式（４）を解くことにより、測温抵抗素子ＲTの抵抗値を算出する。
【００６３】
以下、ステップＳ１４で算出した測温抵抗素子ＲTの抵抗値を、測温抵抗素子ＲTの抵抗値の第１推定値ＲT_1とする。算出された第１推定値ＲT_1のデータは、例えば、データ処理制御部２１内の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００６４】
次に、図６に示すように、データ処理制御部２１が、端子Ｐ６への電流ＩOUT2の出力を停止するとともに、スイッチＳＷ２をオンする（Ｓ１５）。このとき、データ処理制御部２１は、端子Ｐ５への電流ＩOUT1の出力は停止しない。これにより、温度検知装置１側の端子Ｐ２の電圧Ｖｓが閾値Ｖｔｈよりも低下する（Ｓ１６）。
【００６５】
制御部１１は、電圧Ｖｓが閾値Ｖｔｈよりも低下したことを受けて、図６に示すように、スイッチＳＷ１をオフするとともに、電圧出力部１２による端子Ｐ４への電圧出力を可能にする（Ｓ１７）。
【００６６】
次に、データ処理制御部２１が２線式の温度計測を実行する（Ｓ１８）。以下、２線式の温度計測手法について詳細に説明する。
【００６７】
図７は、２線式の温度計測回路の構成を示す図である。同図に示される温度計測回路１０２は、図１に示される温度計測システム１００における２線式の温度計測に係る回路のみを取り出して図示したものである。
【００６８】
図７に示されるように、２線式の温度計測では、端子Ｐ５から測温抵抗素子ＲTを経由して計測器２側のグラウンド電位ＧＮＤ２に電流ＩOUT1を流したときの端子Ｐ５の電圧ＶOUT1と電流ＩOUT1を計測することにより、測温抵抗素子ＲTの抵抗値を推定することができる。
【００６９】
具体的には、温度計測回路１０２において、端子Ｐ５から電流ＩOUT1を流したときの、端子Ｐ５の電圧ＶOUT1は、下記式（５）で表すことができる。ここで、ＩOUT1＝Ｉとしている。
【００７０】
【数５】
2018054351.tif 000007
【００７１】
式（５）を変形することにより、式（６）が得られる。
【００７２】
【数６】
2018054351.tif 000008
【００７３】
式（６）から理解されるように、２線式の温度計測方法によれば、測温抵抗素子ＲTの抵抗値の推定値として、測温抵抗素子ＲTのみならず、端子Ｐ５と端子Ｐ６との間の配線抵抗２ｒを含む抵抗値“２ｒ＋ＲT”が算出される。
【００７４】
図３のステップＳ１８では、データ処理制御部２１が、端子Ｐ５から電流ＩOUT1（＝Ｉ）を流したときの、端子Ｐ５の電圧ＶOUT1と電流ＩOUT1を計測し、それらの計測値に基づいて上記式（６）を解くことにより、測温抵抗素子ＲTの抵抗値を推定する。
【００７５】
以下、ステップＳ１８で算出した測温抵抗素子ＲTの抵抗値の推定値を、測温抵抗素子ＲTの抵抗値の第２推定値ＲT_2とする。この第２推定値ＲT_2のデータは、例えば、データ処理制御部２１内の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００７６】
次に、データ処理制御部２１は、配線抵抗ｒを算出する（Ｓ１９）。具体的には、データ処理制御部２１が、ステップＳ１８で算出した測温抵抗素子ＲTの抵抗値の第２推定値ＲT_2とステップＳ１５で算出した測温抵抗素子ＲTの抵抗値の第１推定値ＲT_1を上記記憶部から読み出し、下記式（７）に従って第２推定値ＲT_2と第１推定値ＲT_1との差を算出し、その値を配線抵抗２ｒとして上記記憶部に記憶する。
【００７７】
【数７】
2018054351.tif 000009
【００７８】
ステップＳ１９の処理が完了すると、温度計測システム１００は、配線抵抗計測モードから通常計測モードに移行する。
【００７９】
次に、通常計測モードにおける処理の流れについて詳細に説明する。
図８は、配線抵抗計測モードにおける処理の流れを示す図である。
先ず、図８に示すように、計測器２側のデータ処理制御部２１がスイッチＳＷ２をオンさせる（Ｓ２１）。これにより、温度検知装置１側の端子Ｐ２の電圧Ｖｓは閾値Ｖｔｈよりも低くなる（Ｓ２２）。
【００８０】
次に、温度検知装置１側の制御部１１が、電圧Ｖｓが閾値Ｖｔｈよりも低下したことを検知すると、スイッチＳＷ１をオフするとともに、電圧出力部１２による端子Ｐ４への電圧出力を可能にする（Ｓ２３）。
【００８１】
次に、データ処理制御部２１が、２線式の温度計測を実行する（Ｓ２４）。具体的には、図９に示すように、２線式の温度計測回路を構成した状態において、端子Ｐ５から電流ＩOUT1（＝Ｉ）を流したときの、端子Ｐ５の電圧ＶOUT1と電流ＩOUT1を計測し、それらの計測値に基づいて上記式（６）を解くことにより、測温抵抗素子ＲTの抵抗値を推定する。以下、ステップＳ２４で算出した測温抵抗素子ＲTの抵抗値の推定値を、測温抵抗素子ＲTの抵抗値の第３推定値ＲT_3とする。この第２推定値ＲT_3のデータは、例えば、データ処理制御部２１内の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００８２】
次に、データ処理制御部２１が、測温抵抗素子ＲTの抵抗値の真値ＲTを算出することにより、温度を求める（Ｓ２５）。具体的には、上記記憶部に記憶されている測温抵抗素子ＲTの抵抗値の第３推定値ＲT_3と配線抵抗２ｒとを読み出し、上記式（８）に従って、第３推定値ＲT_3から配線抵抗２ｒを減算し、その値を測温抵抗素子ＲTの抵抗値の真値ＲTとする。データ処理制御部２１は、この真値ＲTに基づいて温度を求める。
【００８３】
次に、データ処理制御部２１が、端子Ｐ８に供給された電圧に基づいて湿度を求める（Ｓ２６）。具体的には、端子Ｐ７の電位（ＧＮＤ２）を基準とした端子Ｐ８の電圧ＶOUT4に基づいて、湿度を算出する。
以上の処理により、通常計測モードにおいて、温度と湿度を同時に計測することが可能となる。
【００８４】
以上、本実施の形態に係る温度検知装置１によれば、温度検知機能のための端子Ｐ１と端子Ｐ２との間に測温抵抗素子ＲTを接続するとともに、温度計測以外の他の機能（例えば湿度計測）のための端子Ｐ３と端子Ｐ２との間にスイッチＳＷ２および電圧発生部１４（抵抗Ｒ1）を直列に接続し、制御部１１が端子Ｐ２の電圧Ｖｓの大きさに基づいてスイッチＳＷ２の開閉を制御することにより、端子Ｐ３とそれに接続される配線Ｌ３の用途を切り替えることができる。具体的には、端子Ｐ１，Ｐ２に夫々電流を供給してスイッチＳＷ２をオンさせることにより、端子Ｐ３を３線式の温度計測に用いることができる一方で、端子Ｐ２への電流供給を停止してスイッチＳＷ２をオフさせることにより、端子Ｐ３を２線式の温度計測に用いることができる。
【００８５】
この温度検知装置１を用いて上述した温度計測システム１００を構築することにより、配線抵抗計測モードにおいては３線式によって配線抵抗を計測し、通常計測モードにおいては、配線抵抗計測モードで計測した配線抵抗を用いて、端子Ｐ１，Ｐ２を用いた２線式によって計測した測温抵抗素子ＲTの抵抗値の推定値を補正することで、３線式の温度計測方式の同等の計測精度で温度を計測することが可能となる。
【００８６】
また、温度検知装置１を用いることにより、温度計測以外の他の機能に利用される端子Ｐ３，Ｐ４とそれらに接続される配線Ｌ３，Ｌ４を、配線抵抗計測モードにおいては一時的に温度（配線抵抗）の計測に利用し、通常計測モードにおいては本来の主目的である湿度の計測に用いるので、３線式の温度計測と同等の計測精度を得るために、温度検知装置１に新たに外部端子を設ける必要がなく、計測器との間の配線を増やす必要もない。
【００８７】
したがって、本実施の形態に係る温度検知装置１によれば、温度の計測精度を保ちつつ、配線コストと製品サイズの増大を抑えた温度計測システムを実現することが可能となる。
【００８８】
また、温度検知装置１は、温度計測以外の他の機能に関する電圧（例えば湿度に関する電圧）を生成して端子Ｐ４に出力する電圧出力部１２を更に有し、制御部１１が、端子Ｐ２の電圧Ｖｓの大きさに基づいて電圧出力部１２による電圧出力の可否を制御するので、上述した温度計測システム１００を構築した場合には、配線抵抗計測モードにおいては端子Ｐ４から温度計測以外の他の機能に関する電圧を出力せず、通常計測モードにおいては、端子Ｐ４から上記電圧を出力することができる。
これによれば、温度計測システム１００は、配線抵抗計測モードにおいては端子Ｐ４から不要な信号を受け取ることによる誤動作を防止することが可能となり、通常計測モードにおいては温度計測機能と温度計測以外の他の機能とを両立することが可能となる。例えば、通常計測モードにおいては、温度計測と湿度計測とを同時に実行することが可能となる。
【００８９】
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００９０】
例えば、上記実施の形態において、温度検知装置１が、温度検知以外の他の機能として湿度検知機能を備え、湿度検知機能のための端子Ｐ３，Ｐ４を備える場合を例示したが、これに限られない。例えば、湿度検知機能の代わりに、二酸化炭素（ＣＯ2）の排出量を検知する機能であってもよい。具体的には、温度検知装置１が、湿度検知素子１３の代わりに二酸化炭素排出量を検知する二酸化炭素排出量検知部を備え、電圧出力部１２が、上記二酸化炭素排出量検知部からの検知信号に応じた電圧を端子Ｐ４から出力してもよい。これによれば、温度検知システム１００は、配線抵抗計測モードにおいて配線抵抗を算出し、通常計測モードにおいて温度と二酸化炭素排出量とを同時に計測することが可能となる。
【００９１】
また、上記実施の形態では、配線計測モードで１度だけ計測した配線抵抗を用いて、通常計測モードで測温抵抗素子の抵抗値の真値ＲTを算出する場合を例示したが、これに限られない。例えば、配線抵抗計測モードで配線抵抗を複数回計測し、それらの計測値の平均値を配線抵抗２ｒとして、測温抵抗素子の抵抗値の真値ＲTの算出に用いてもよい。
【００９２】
また、上記実施の形態では、温度計測システム１００の初期状態として、スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２がオンしている場合を例示したが、これに限られない。例えば、初期状態として、スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２がオフしていてもよい。
【００９３】
また、上記実施の形態では、温度検知装置１において、端子Ｐ２側に電圧発生部１４（抵抗Ｒ1）を接続し、端子Ｐ３側にスイッチＳＷ２を接続する場合を例示したが、端子Ｐ２と端子Ｐ３との間の抵抗Ｒ1を経由した電流経路の形成と遮断が切替可能に構成されていれば、その回路構成に特に制限はない。例えば、電圧発生部１４（抵抗Ｒ1）とスイッチＳＷ２との接続を入れ替えてもよい。
【００９４】
また、上記実施の形態では、説明の便宜上、計測器２側から出力する電流の大きさが２線式と３線式とで同一であるである場合（ＩＯＵＴ１＝Ｉ）を例示したが、これに限られず、２線式と３線式とで異なる電流を出力してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１００…温度計測システム、１０１…３線式の温度計測回路、１０２…２線式の温度計測回路、１…温度検知装置、２…計測器、３…制御対象機器、１１…制御部、１２…電圧出力部、１３…湿度検知素子、２１…データ処理制御部、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ、Ｐ１〜Ｐ８…端子、Ｒ1…抵抗、ＲT…測温抵抗素子、ｒ１〜ｒ４，ｒ…配線抵抗、ＶOUT1，ＶOUT2，ＶOUT4，Ｖｓ…電圧、ＩOUT1，ＩOUT2，Ｉ…電流、ＧＮＤ１…温度検知装置１の内部グラウンド電位、ＧＮＤ２…計測器２の内部グラウンド電位。
【図１】
2018054351.tif 000010
【図２】
2018054351.tif 000011
【図３】
2018054351.tif 000012
【図４】
2018054351.tif 000013
【図５】
2018054351.tif 000014
【図６】
2018054351.tif 000015
【図７】
2018054351.tif 000016
【図８】
2018054351.tif 000017
【図９】
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