(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電対の２つの出力端の電位差に基づいて温度を検知する温度検知装置であって、
前記熱電対の２つの出力端に電気的に接続される第１入力部および第２入力部を有する信号入力部と、
前記第１入力部および前記第２入力部の間に生じる電位差を増幅して温度検知信号として出力する信号増幅部と、
前記信号入力部のうち前記第１入力部の電位を、グランドのグランド電位よりも高い入力基準電位に設定する入力基準電位設定部と、
前記第２入力部と前記グランドとの電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えるグランド電位切替部と、
前記グランド電位切替部により前記第２入力部と前記グランドとが通電状態に設定された状態で、前記温度検知信号を予め定められた断線異常判定値と比較し、その比較結果に基づいて前記熱電対における断線異常の有無を判定する断線異常判定部と、
前記第１入力部の電位と前記入力基準電位とを比較し、その比較結果に基づいて前記熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定する短絡異常判定部と、
を備える温度検知装置。
【請求項２】
前記信号増幅部は、前記信号入力部に接続される入力側から前記温度検知信号を出力する出力側にかけて複数のオペアンプを備えており、
前記複数のオペアンプのうち出力側に備えられるオペアンプの動作基準電位を、前記グランド電位よりも高い電位の出力基準電位に設定する出力基準電位設定部を備える、
という請求項１に記載の温度検知装置。
【請求項３】
前記グランド電位切替部は、予め定められた断線判定期間においては、前記第２入力部と前記グランドとを通電状態に設定し、予め定められた温度検知期間においては、前記第２入力部と前記グランドとを遮断状態に設定する、
という請求項１または請求項２に記載の温度検知装置。
【請求項４】
前記信号増幅部は、計装アンプを備えて構成される、
という請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の温度検知装置。
【請求項５】
熱電対の２つの出力端の電位差に基づいて温度を検知する温度検知装置の異常判定方法であって、
前記温度検知装置は、
前記熱電対の２つの出力端に電気的に接続される第１入力部および第２入力部を有する信号入力部と、
前記第１入力部および前記第２入力部の間に生じる電位差を増幅して温度検知信号として出力する信号増幅部と、
前記信号入力部のうち前記第１入力部の電位を、グランドのグランド電位よりも高い入力基準電位に設定する入力基準電位設定部と、
前記第２入力部と前記グランドとの電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えるグランド電位切替部と、
を備えており、
前記グランド電位切替部により前記第２入力部と前記グランドとを通電状態に設定するグランド電位設定ステップと、
前記第２入力部と前記グランドとが通電状態に設定された状態で、前記温度検知信号を予め定められた断線異常判定閾値と比較し、その比較結果に基づいて前記熱電対における断線異常の有無を判定する断線異常判定ステップと、
前記第１入力部の電位と前記入力基準電位とを比較し、その比較結果に基づいて前記熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定する短絡異常判定ステップと、
を有する温度検知装置の異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電対を用いて温度を検知する温度検知装置および熱電対を用いて温度を検知する温度検知装置の異常判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車，家電製品，産業機器，医療機器，その他電装機器類などにおける温度検知装置として、熱電対を用いた温度検知装置が知られている。
ここで、検出対象温度に応じて熱電対に発生する起電力は微弱であり、検出対象温度に応じて熱電対の２つの出力端に発生する両端電圧は微小であることから、熱電対を用いた温度検知装置においては、例えば、オペアンプなどの増幅回路によって熱電対の両端電圧を増幅している。
【０００３】
なお、熱電対を用いた温度検知装置は、熱電対の２つの出力端における両端電圧に基づいて温度を検知するものであるが、何らかの要因によって熱電対が断線してしまうと、適切に温度検知できなくなる場合がある。
【０００４】
そのため、熱電対を用いた温度検知装置においては、熱電対の断線異常の有無を判定する機能を有するものがある。
熱電対の断線異常有無の判定方法としては、例えば、熱電対に対して断線判定電流を通電し、そのときの熱電対の両端電圧が正常範囲を示すか否かに基づいて断線異常の有無を判定する方法がある（特許文献１，２）。
【０００５】
このように熱電対に対して断線判定電流を通電するためには、熱電対の２つの出力端のうち一方について特定の電位に設定する必要があるため、熱電対の２つの出力端のうち一方をグランドに接続する構成が採用されている。
【０００６】
なお、熱電対に対して断線判定電流を通電する場合、熱電対の両端電圧が断線判定電流の影響により変動するため、温度検知精度が低下する虞がある。そのため、温度検知期間と断線判定期間を互いに異なる時間帯に設定することで、温度検知精度の低下を防止できる。
【０００７】
ところで、温度検知素子（温度センサ素子）としては、熱電対の他に、サーミスタが知られている。しかし、熱電対は温度に応じた起電力を発生するのに対して、サーミスタは、起電力を発生するのではなく電気抵抗値が温度に応じて変化する特徴を有する。このため、サーミスタを用いた温度検知装置は、外部からサーミスタへの通電によってサーミスタの電気抵抗値を検知して、その電気抵抗値に基づいて温度を検知する構成である（特許文献３）。
【０００８】
つまり、熱電対を用いた温度検知装置は、サーミスタを用いた温度検知装置と比べて、温度検知に関する原理が異なり、装置全体の構成が全く異なるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開平０２−１２４５２６号公報
【特許文献２】特許第２５１６７００号公報
【特許文献３】特開２００５−００９９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、熱電対の２つの出力端のうち一方がグランドへ接続されている構成では、熱電対の断線異常の有無は判定できるものの、熱電対のグランド電位短絡異常を検知できないという問題がある。
【００１１】
つまり、熱電対の出力端の一方がグランドへ接続されている構成では、熱電対のグランド電位短絡異常が発生しても、熱電対の２つの出力端に発生する両端電圧は、通常接続時の熱電対の両端電圧と同等になることから、熱電対のグランド電位短絡異常が生じているか否かの判定が困難である。
【００１２】
また、温度検知装置が、単一電源駆動の構成であり、かつ、熱電対の２つの出力端のうち一方がグランドへ接続されている構成の場合、熱電対の他端がグランド電位よりも低い電位になる温度範囲については、温度検知が不可能となる。
【００１３】
つまり、単一電源駆動の温度検知装置においては、その内部に備えられる信号増幅部（オペアンプなど）は、グランド電位よりも低い電位を増幅することができない。このため、例えば、熱電対の一端がグランドに接続されるとともに、熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となると、熱電対の他端がグランド電位よりも低い電位になる。このような状況下では、信号増幅部による増幅が不可能となることから、熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲では温度検知ができない。
【００１４】
なお、熱電対の「負温度に対応する電圧」を検知するためには、例えば、複数の電源を備えるという方法がある。つまり、複数の電源を備えてグランド電位よりも低い電位範囲についても電源から電力供給可能に構成することで、熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となる場合でも信号増幅部による信号増幅が可能となる。
【００１５】
しかし、複数の電源を備える場合には、温度検知装置の構成が複雑になるという問題がある。
なお、熱電対ではなくサーミスタを用いた温度検知装置は、上述のように、熱電対を用いた温度検知装置とは温度検知に関する構成が全く異なるため、サーミスタを用いた温度検知装置で採用されている各種構成（サーミスタの異常判定の構成など）は、熱電対を用いた温度検知装置に適用することは困難である。
【００１６】
そこで、本発明は、熱電対の断線異常のみならず熱電対のグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる温度検知装置を提供することを目的とし、また、熱電対の断線異常のみならず熱電対のグランド電位短絡異常を検知できる温度検知装置の異常判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、熱電対の２つの出力端の電位差に基づいて温度を検知する温度検知装置であって、熱電対の２つの出力端に電気的に接続される第１入力部および第２入力部を有する信号入力部と、第１入力部および第２入力部の間に生じる電位差を増幅して温度検知信号として出力する信号増幅部と、を備えている。
【００１８】
そして、この温度検知装置は、信号入力部のうち第１入力部の電位を、グランドのグランド電位よりも高い入力基準電位に設定する入力基準電位設定部と、第２入力部とグランドとの電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えるグランド電位切替部と、を備える。
【００１９】
また、この温度検知装置は、グランド電位切替部により第２入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、温度検知信号を予め定められた断線異常判定値と比較し、その比較結果に基づいて熱電対における断線異常の有無を判定する断線異常判定部と、第１入力部の電位と入力基準電位とを比較し、その比較結果に基づいて熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定する短絡異常判定部と、を備える。
【００２０】
このような構成の温度検知装置においては、入力基準電位設定部が第１入力部の電位を入力基準電位に設定することで、信号増幅部における「熱電対の両端電圧の基準電位」がグランド電位よりも高い電位（入力基準電位）となる。
【００２１】
これにより、熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となる場合であっても、信号増幅部に入力される「熱電対の２つの出力端」の各電位がそれぞれグランド電位以上となる範囲においては、信号増幅部は、熱電対の両端電圧（負温度に対応する電圧）を増幅できる。つまり、入力基準電位設定部を備えることで、単一電源構成であっても、熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知が可能となる。
【００２２】
また、グランド電位切替部を備えることで、第２入力部とグランドとの電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えることができる。このため、熱電対における断線異常の有無を判定する場合には、グランド電位切替部により第２入力部とグランドとを通電状態に設定し、断線異常の有無を判定しない場合（換言すれば、温度検知する場合）には、グランド電位切替部により第２入力部とグランドとを遮断状態に設定する、という構成が可能となる。
【００２３】
このため、断線異常の有無を判定するための断線異常判定値を予め定めておき、グランド電位切替部により第２入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、温度検知信号と断線異常判定値とを比較することで、断線異常の有無を判定できる。したがって、断線異常判定部は、グランド電位切替部により第２入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、温度検知信号と断線異常判定値と比較することで、その比較結果に基づいて熱電対における断線異常の有無を判定することができる。
【００２４】
他方、熱電対の起電力は微弱であるため、熱電対におけるグランド電位短絡異常または他電位短絡異常（電源正極電位への短絡など）が生じた際には、第１入力部および第２入力部の各電位は、グランド電位または他電位と略等しい値となり、入力基準電位設定部によって第１入力部の電位を入力基準電位に設定することが難しくなる。つまり、熱電対におけるグランド電位短絡異常または他電位短絡異常が生じた際には、第１入力部の電位は、短絡先の電位の影響を受けるため、入力基準電位とは異なる値を示す。
【００２５】
そのため、第１入力部の電位と入力基準電位とを比較することで、その比較結果に基づいて短絡異常の有無を判定できる。つまり、短絡異常判定部を備えることで、第１入力部の電位と入力基準電位との比較結果に基づいて熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定できる。
【００２６】
よって、本発明の温度検知装置によれば、熱電対の断線異常のみならず熱電対のグランド電位短絡異常を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる。
【００２７】
上述の温度検知装置においては、信号増幅部は、信号入力部に接続される入力側から温度検知信号を出力する出力側にかけて複数のオペアンプを備える、という構成を採ることができる。また、この温度検知装置においては、複数のオペアンプのうち出力側に備えられるオペアンプの動作基準電位を、グランド電位よりも高い電位の出力基準電位に設定する出力基準電位設定部を備える、という構成を採ることができる。
【００２８】
このような構成の温度検知装置においては、出力基準電位設定部が、出力側に備えられるオペアンプの動作基準電位をグランド電位よりも高い電位の出力基準電位に設定することで、出力側に備えられるオペアンプが出力可能な電圧範囲は、グランド電位ではなく出力基準電位に基づき定められる。
【００２９】
つまり、出力基準電位設定部を備えることで、信号増幅部が出力可能な電圧範囲は、グランド電位に基づき設定される固定範囲ではなく、出力基準電位に基づき設定される範囲となる。このため、単一電源構成であっても、出力基準電位を任意に選択することで、信号増幅部が出力可能な電圧範囲を任意に設定することが可能となる。
【００３０】
よって、本発明によれば、単一電源構成であっても、信号増幅部が出力可能な電圧範囲を任意に設定できるため、用途に応じて出力可能な温度検知信号の範囲を任意に設定することができ、幅広い用途に利用可能な温度検知装置を実現できる。
【００３１】
上述の温度検知装置においては、グランド電位切替部は、予め定められた断線判定期間においては、第２入力部とグランドとを通電状態に設定し、予め定められた温度検知期間においては、第２入力部とグランドとを遮断状態に設定する、という構成を採ることができる。
【００３２】
このように、断線判定期間においては、グランド電位切替部が第２入力部とグランドとを通電状態に設定することで、断線異常判定部による断線異常の有無の判定が可能となる。また、温度検知期間においては、第２入力部とグランドとを遮断状態に設定することで、第２入力部とグランドとが通電状態になることに起因して温度検知精度が低下するのを抑制できる。
【００３３】
つまり、この温度検知装置では、温度検知期間と断線判定期間とを明確に区別することで、温度検知期間に、グランド電位切替部の影響によって温度検知信号が変動する可能性を低減できる。
【００３４】
よって、本発明によれば、温度検知精度が低下する可能性を低減しつつ、熱電対の断線判定を行うことができる。
上述の温度検知装置においては、信号増幅部は計装アンプを備える、という構成を採ることができる。
【００３５】
計装アンプは、同相除去比が高いという特徴を有することから、熱電対から出力される微小な電圧を検出するにあたりノイズの影響を低減することができる。
よって、本発明によれば、熱電対の出力を検知する際のノイズの影響を低減でき、温度検知精度の低下を抑制することができる。
【００３６】
次に、本発明方法は、熱電対の２つの出力端の電位差に基づいて温度を検知する温度検知装置の異常判定方法であって、温度検知装置は、熱電対の２つの出力端に電気的に接続される第１入力部および第２入力部を有する信号入力部と、第１入力部および第２入力部の間に生じる電位差を増幅して温度検知信号として出力する信号増幅部と、信号入力部のうち第１入力部の電位を、グランド電位よりも高い入力基準電位に設定する入力基準電位設定部と、第２入力部とグランド電位との電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えるグランド電位切替部と、を備える。
【００３７】
そして、本発明方法は、グランド電位切替部により第２入力部とグランドとを通電状態に設定するグランド電位設定ステップと、第２入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、温度検知信号を予め定められた断線異常判定閾値と比較し、その比較結果に基づいて熱電対における断線異常の有無を判定する断線異常判定ステップと、第１入力部の電位と入力基準電位とを比較し、その比較結果に基づいて熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定する短絡異常判定ステップと、を有する温度検知装置の異常判定方法である。
【００３８】
まず、本発明方法の適用対象である温度検知装置は、グランド電位切替部を備えることで、第２入力部とグランドとの電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えることができる。このため、熱電対における断線異常の有無を判定する場合には、グランド電位切替部により第２入力部とグランドとを通電状態に設定し、断線異常の有無を判定しない場合（換言すれば、温度検知する場合）には、グランド電位切替部により第２入力部とグランドとを遮断状態に設定する、という構成が可能となる。
【００３９】
このため、断線異常の有無を判定するための断線異常判定値を予め定めておき、グランド電位設定ステップを実行して、第２入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、断線異常判定ステップを実行して、温度検知信号と断線異常判定値とを比較することで、断線異常の有無を判定できる。これにより、断線異常判定ステップでは、第２入力部とグランドとが通電状態に設定された状態で、温度検知信号と断線異常判定値と比較することで、その比較結果に基づいて熱電対における断線異常の有無を判定することができる。
【００４０】
ところで、熱電対の起電力は微弱であるため、熱電対におけるグランド電位短絡異常または他電位短絡異常（電源正極電位への短絡など）が生じた際には、第１入力部および第２入力部の各電位は、グランド電位または他電位と略等しい値となり、入力基準電位設定部によって第１入力部の電位を入力基準電位に設定することが難しくなる。つまり、熱電対におけるグランド電位短絡異常または他電位短絡異常が生じた際には、第１入力部の電位は、入力基準電位とは異なる値を示すことになる。
【００４１】
そのため、第１入力部の電位と入力基準電位とを比較することで、その比較結果に基づいて短絡異常の有無を判定できる。つまり、短絡異常判定ステップを実行することで、第１入力部の電位と入力基準電位との比較結果に基づいて熱電対におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定できる。
【００４２】
よって、本発明方法によれば、熱電対の断線異常のみならず熱電対のグランド電位短絡異常を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態の温度検知装置の構成図である。
【図２】制御部で実行される制御処理の処理内容を表すフローチャートである。
【図３】熱電対の電源正極電位短絡異常およびグランド電位短絡異常が発生したときの温度検知装置の各部の状態を示すタイミングチャートである。
【図４】熱電対の断線異常が発生したときの温度検知装置の各部の状態を示すタイミングチャートである。
【図５】第２信号増幅部を備える第２温度検知装置の構成図である。
【図６】第３信号増幅部を備える第３温度検知装置の構成図である。
【図７】機械式グランド電位切替部を備える第４温度検知装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
なお、以下に示す実施形態では、熱電対を用いて温度検知を行う温度検知装置を例に挙げて説明する。
【００４５】
［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
本実施形態の温度検知装置の全体構成について、図１に基づいて説明する。図１は、熱電対３を用いて温度検知を行う温度検知装置１の構成図である。
【００４６】
図１に示すように、本実施形態の温度検知装置１は、信号入力部１１と、信号増幅部１３と、入力基準電位設定部１５と、グランド電位切替部１７と、出力基準電位設定部１９と、制御部２１と、を備えている。
【００４７】
信号入力部１１は、熱電対３の正極端子Ｓ＋に接続される第１入力部３１と、熱電対３の負極端子Ｓ−に接続される第２入力部３３と、を備えている。第１入力部３１は、制御部２１のＡＤ入力端子ＡＤＣ（アナログーデジタル変換入力端子ＡＤＣ）に電気的に接続されている。
【００４８】
信号増幅部１３は、いわゆる計装アンプ（インスツルメンテーションアンプ）で構成されており、入力側が信号入力部１１を介して熱電対３に電気的に接続されるとともに、出力側が制御部２１のＡＤ入力端子ＡＤＣに電気的に接続されている。信号増幅部１３は、第１入力部３１に接続される入力側第１オペアンプ３５と、第２入力部３３に接続される入力側第２オペアンプ３７と、制御部２１のＡＤ入力端子ＡＤＣに接続される出力側オペアンプ３９と、各オペアンプに接続される複数の抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６と、を備える。
【００４９】
信号増幅部１３の出力電位Ｖｏは、第１入力部３１の電位をＶｉ１、第２入力部３３の電位をＶｉ２とした場合には、各抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６を用いて、［数１］に示す数式で表される。
【００５０】
【数１】
0005728427.tif 000002
【００５１】
なお、計装アンプは、微弱な電気信号を増幅するために設計されたアンプであり、コモンモード信号除去比（ＣＭＲＲ）が大きいという特長を有する。
つまり、信号増幅部１３は、信号入力部１１の第１入力部３１と第２入力部３３との間に生じる電位差（換言すれば、熱電対３の両端電圧（＝Ｖｉ１−Ｖｉ２））を増幅して、増幅後の信号（Ｖｏ）を温度検知信号Ｓｔとして制御部２１に対して出力する。
【００５２】
入力基準電位設定部１５は、駆動電圧Ｖｒｅｆ（例えば、５［Ｖ］）を抵抗分圧して入力基準電位Ｖｃｍ（例えば、２［Ｖ］）を生成するための２つの分圧用抵抗素子Ｒａ，Ｒｂと、入力基準電位Ｖｃｍが非反転入力端子（＋）に入力されるオペアンプ４１と、オペアンプ４１の反転入力端子（−）と第１入力部３１との間に接続される抵抗素子Ｒｃと、オペアンプ４１の出力端子と第１入力部３１との間に接続される抵抗素子Ｒｄと、を備える。
【００５３】
オペアンプ４１は、第１入力部３１の電位Ｖｉ１と入力基準電位Ｖｃｍとの比較結果に応じた電位（入力側設定電位Ｖｃｓ）を出力端子から出力する。これにより、オペアンプ４１は、第１入力部３１の電位Ｖｉ１を入力基準電位Ｖｃｍに近づけるように、入力側設定電位Ｖｃｓを出力端子から出力する。
【００５４】
このようにして、入力基準電位設定部１５は、第１入力部３１の電位Ｖｉ１をグランド４９の電位（グランド電位Ｖｇ）よりも高い電位（具体的には、入力基準電位Ｖｃｍ）に設定する。
【００５５】
なお、熱電対３の起電力は微弱であるため、熱電対３におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常が生じた際には、第１入力部３１および第２入力部３３の各電位Ｖｉ１，Ｖｉ２は、グランド電位Ｖｇまたは電源正極電位と略等しい値となり、入力基準電位設定部１５によって第１入力部３１の電位Ｖｉ１を入力基準電位Ｖｃｍに設定することが難しくなる。つまり、熱電対３におけるグランド電位短絡異常または他電位短絡異常（電源正極電位への短絡など）が生じた際には、第１入力部３１の電位Ｖｉ１は、短絡先の電位の影響を受けるため、入力基準電位Ｖｃｍとは異なる値を示す。
【００５６】
グランド電位切替部１７は、エミッタがグランド４９に接続されるトランジスタ４３を備えている。なお、トランジスタ４３は、コレクタが抵抗素子Ｒｈを介して第２入力部３３に接続され、エミッタとベースが抵抗素子Ｒｉを介して接続され、ベースが抵抗素子Ｒｊを介して制御部２１の信号出力端子（Out-put Port）に接続されている。
【００５７】
なお、第２入力部３３は抵抗素子Ｒｅを介してオペアンプ４１の出力端子と接続されており、トランジスタ４３がＯＮ状態（通電状態）となる場合には、オペアンプ４１の出力端子から抵抗素子Ｒｅ，抵抗素子Ｒｈ，トランジスタ４３，グランド４９の順に電流が流れる。また、オペアンプ４１の出力端子から抵抗素子Ｒｄ，熱電対３，抵抗素子Ｒｈ，トランジスタ４３，グランド４９の順にも電流が流れる。
【００５８】
このグランド電位切替部１７は、制御部２１からの駆動制御信号Ｓｇに応じてトランジスタ４３がＯＮ状態（通電状態）またはＯＦＦ状態（遮断状態）に切り替わるよう構成されている。
【００５９】
グランド電位切替部１７は、トランジスタ４３がＯＮ状態になることで、第２入力部３３とグランド４９とを電気的に接続して（通電状態）、第２入力部３３をグランド４９へ電気的に接続する。
【００６０】
また、グランド電位切替部１７は、トランジスタ４３がＯＦＦ状態になることで、第２入力部３３とグランド４９とを電気的に絶縁して（遮断状態）、第２入力部３３の電位Ｖｉ２が任意の電位をとりうるようにする。つまり、トランジスタ４３がＯＦＦ状態になると、第２入力部３３の電位Ｖｉ２は、グランド電位切替部１７によって強制的に特定の電位に設定されるのではなく、第１入力部３１の電位Ｖｉ１および熱電対３の両端電圧に基づき定まる電位となる。
【００６１】
つまり、グランド電位切替部１７は、制御部２１からの駆動制御信号Ｓｇに応じて、第２入力部３３とグランド４９との電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替える。換言すれば、グランド電位切替部１７は、制御部２１からの駆動制御信号Ｓｇに応じて、信号入力部１１のうち第２入力部３３の電位Ｖｉ２を、グランド電位Ｖｇに設定するか否かを切り替える。
【００６２】
出力基準電位設定部１９は、駆動電圧Ｖｒｅｆを抵抗分圧して出力基準電位Ｖｃｏ（例えば、２［Ｖ］）を生成するための２つの分圧用抵抗素子Ｒｋ，Ｒｍと、出力基準電位Ｖｃｏが非反転入力端子（＋）に入力されるオペアンプ４５と、オペアンプ４５の反転入力端子（−）と出力端子との間に接続される抵抗素子Ｒｎと、を備えている。オペアンプ４５の出力端子は、信号増幅部１３の出力側オペアンプ３９の非反転入力端子（＋）に抵抗素子Ｒ２を介して接続されるとともに、制御部２１のＡＤ入力端子ＡＤＣに接続されている。
【００６３】
オペアンプ４５は、信号増幅部１３の端子４７（信号増幅部１３のうち出力基準電位設定部１９に接続される端子４７）の電位を出力基準電位Ｖｃｏに近づけるように、出力側設定電位Ｖｃｒを出力端子から出力する。
【００６４】
このようにして、出力基準電位設定部１９は、信号増幅部１３における出力側オペアンプ３９の動作基準電位をグランド４９の電位（グランド電位Ｖｇ）よりも高い電位（具体的には、出力基準電位Ｖｃｏ）に設定する。
【００６５】
制御部２１は、いわゆるマイクロコンピュータで構成されており、詳細は図示しないが、公知の構成を有し、演算を行うマイクロプロセッサ、プログラムやデータを一時記憶するＲＡＭ、プログラムやデータを保持するＲＯＭ、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを含んで構成されている。なお、Ａ／Ｄ変換回路は、ＡＤ入力端子ＡＤＣから入力されるアナログ信号を、マイクロプロセッサなどで使用可能なデジタル信号に変換する。
【００６６】
制御部２１は、信号増幅部１３から出力される温度検知信号Ｓｔと、入力基準電位設定部１５から出力される入力側設定電位Ｖｃｓと、出力基準電位設定部１９から出力される出力側設定電位Ｖｃｒと、をＡＤ入力端子ＡＤＣで受信する。また、制御部２１は、グランド電位切替部１７に対して駆動制御信号Ｓｇを出力する信号出力端子（Out-put Port）を備えている。
【００６７】
［１−２．制御部２１での制御処理］
ここで、制御部２１において実行される制御処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６８】
なお、制御処理は、温度検知装置１が起動されるとともに処理が開始され、温度検知装置１が停止するまで処理が継続される。
制御処理が起動されると、まず、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す）では、ＲＡＭ動作の初期化などを含む初期設定処理を行う。
【００６９】
なお、Ｓ１１０での初期設定処理には、別途並行して実行される時間カウンタ更新処理を起動する処理や各種パラメータの値を初期値に設定する処理などが含まれる。時間カウンタ更新処理は、後述するＳ１５０やＳ１９０での判定処理に用いる時間カウンタを経過時間に応じて更新する処理である。
【００７０】
次のＳ１２０では、駆動制御信号Ｓｇをローレベルに設定し、グランド電位切替部１７のトランジスタ４３をＯＦＦ状態（遮断状態）に制御する。
トランジスタ４３がＯＦＦ状態になると、第２入力部３３とグランド４９とが電気的に絶縁された状態（遮断状態）となり、第２入力部３３の電位Ｖｉ２は、グランド電位切替部１７によって強制的に特定の電位に設定されるのではなく、第１入力部３１の電位Ｖｉ１および熱電対３の両端電圧に基づき定まる電位となる。
【００７１】
次のＳ１３０では、温度検知信号Ｓｔに基づいて熱電対３の感温部における温度を検知する温度検知処理を行う。
具体的には、温度検知信号Ｓｔから熱電対３の両端電圧を検出し、熱電対３の両端電圧と温度との相関関係を示すマップあるいは計算式などを用いて、検出した両端電圧に対応する温度を演算する処理を行う。
【００７２】
次のＳ１４０では、熱電対３におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常の有無を判定する短絡異常判定処理を行う。
まず、電源正極電位短絡異常判定に関しては、入力側設定電位Ｖｃｓを予め定められた正極電位短絡異常判定値Ｔｈ１と比較し、その比較結果に基づいて熱電対３における電源正極電位短絡異常の有無を判定する（後述する図３参照）。このとき、入力側設定電位Ｖｃｓが正極電位短絡異常判定値Ｔｈ１よりも小さい場合には「正極電位短絡異常有り」と判定し、入力側設定電位Ｖｃｓが正極電位短絡異常判定値Ｔｈ１と同等あるいは大きい場合には「正極電位短絡異常無し」と判定する。
【００７３】
また、グランド電位短絡異常判定に関しては、入力側設定電位Ｖｃｓを予め定められたグランド電位短絡異常判定値Ｔｈ２と比較し、その比較結果に基づいて熱電対３におけるグランド電位短絡異常の有無を判定する（後述する図３参照）。このとき、入力側設定電位Ｖｃｓがグランド電位短絡異常判定値Ｔｈ２よりも大きい場合には「グランド電位短絡異常有り」と判定し、入力側設定電位Ｖｃｓがグランド電位短絡異常判定値Ｔｈ２と同等あるいは小さい場合には「グランド電位短絡異常無し」と判定する。
【００７４】
なお、入力側設定電位Ｖｃｓは、第１入力部３１の電位Ｖｉ１と入力基準電位Ｖｃｍとの比較結果に応じて変動する。このため、Ｓ１４０では、第１入力部３１の電位Ｖｉ１と入力基準電位Ｖｃｍとを比較し、その比較結果に基づいて熱電対３におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常の有無を判定している。
【００７５】
次のＳ１５０では、時間カウンタの数値に基づいて温度検知期間が経過したか否かを判定しており、肯定判定する場合にはＳ１６０に移行し、否定判定する場合には再びＳ１３０に移行し、Ｓ１３０〜Ｓ１５０の各ステップを繰り返し実行することでＳ１５０で肯定判定されるまで待機する。
【００７６】
Ｓ１５０で肯定判定されてＳ１６０に移行すると、Ｓ１６０では、駆動制御信号Ｓｇをハイレベルに設定し、グランド電位切替部１７のトランジスタ４３をＯＮ状態（通電状態）に制御する。トランジスタ４３がＯＮ状態になると、第２入力部３３とグランド４９とが電気的に接続されて（通電状態）、第２入力部３３がグランド４９へ電気的に接続される。
【００７７】
次のＳ１７０では、Ｓ１４０と同様に、熱電対３におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常の有無を判定する短絡異常判定処理を行う。これらの処理内容については上述の通りであり、ここでは省略する。
【００７８】
次のＳ１８０では、温度検知信号Ｓｔに基づいて熱電対３における断線異常の有無を判定する断線異常判定処理を行う。
断線異常の有無については、温度検知信号Ｓｔを予め定められた断線異常判定値Ｔｈ３と比較し、その比較結果に基づいて熱電対３における断線異常の有無を判定する（後述する図４参照）。このとき、温度検知信号Ｓｔが断線異常判定値Ｔｈ３よりも大きい場合には「断線異常有り」と判定し、温度検知信号Ｓｔが断線異常判定値Ｔｈ３と同等あるいは小さい場合には「断線異常無し」と判定する。
【００７９】
次のＳ１９０では、時間カウンタの数値に基づいて断線異常判定期間が経過したか否かを判定しており、肯定判定する場合には再びＳ１７０に移行し、否定判定する場合には同ステップを繰り返し実行することで肯定判定されるまで待機する。
【００８０】
Ｓ１９０で肯定判定されてＳ２００に移行すると、Ｓ２００では、時間カウンタをリセットする処理を実行する。これにより、時間カウンタの値は初期値（ゼロ）にリセットされ、時間カウンタ更新処理による時間カウンタのカウント処理が継続される。
【００８１】
Ｓ２００の処理が終了すると、再びＳ１２０に移行する。
上述のようにＳ１２０からＳ２００までの処理が繰り返し実行されることで、温度検知期間と断線異常判定期間とが交互に繰り返される。
【００８２】
このように、温度検知装置１は、Ｓ１２０からＳ２００までの処理を繰り返し実行することで、熱電対３を用いた温度検知と、熱電対３の断線異常判定と、を交互に実行する。
［１−３．温度検知装置１の各部の状態を示すタイミングチャート］
ここで、熱電対３の電源正極電位短絡異常およびグランド電位短絡異常が発生したときの温度検知装置１の各部の状態を示すタイミングチャートを図３に示す。
【００８３】
図３では、期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が温度検知期間であり、期間Ｔ２，Ｔ４が断線異常判定期間である。また、図３においては、「電源正極電位短絡異常」の矢印で示す時点で熱電対３が電源正極電位に接触する異常が発生し、「グランド電位短絡異常」の矢印で示す時点で熱電対３がグランド４９に接触する異常が発生した場合の各部の状態を表している。
【００８４】
図３に示すように期間Ｔ１の途中で「電源正極電位短絡異常」が発生すると、第１入力部３１の電位Ｖｉ１が「電源正極電位」まで上昇し、オペアンプ４１の出力端子の電位（入力側設定電位Ｖｃｓ）が低下して、正極電位短絡異常判定値Ｔｈ１を下回る。このとき、上述したＳ１４０での判定処理により、「正極電位短絡異常有り」と判定される。
【００８５】
また、図３に示すように期間Ｔ３の途中で「グランド電位短絡異常」が発生すると、第１入力部３１の電位Ｖｉ１が「グランド電位Ｖｇ」まで低下し、オペアンプ４１の出力端子の電位（入力側設定電位Ｖｃｓ）が上昇して、グランド電位短絡異常判定値Ｔｈ２を上回る。このとき、上述したＳ１４０での判定処理により、「グランド電位短絡異常有り」と判定される。
【００８６】
次に、熱電対の断線異常が発生したときの温度検知装置１の各部の状態を示すタイミングチャートを図４に示す。
図４では、期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５が温度検知期間であり、期間Ｔ２，Ｔ４が断線異常判定期間である。また、図４は、「熱電対断線」の矢印で示す時点で、熱電対３の断線異常が発生した場合のタイミングチャートである。
【００８７】
図４での期間Ｔ１〜期間Ｔ２のように「断線異常」が発生していない場合、断線異常判定期間（期間Ｔ２）となっても、温度検知信号Ｓｔは断線異常判定値Ｔｈ３よりも小さい値を示すため、Ｓ１８０では「断線異常無し」と判定する。
【００８８】
他方、図４における期間Ｔ３の途中で「断線異常」が発生した場合、断線異常判定期間（期間Ｔ４）になると、温度検知信号Ｓｔは断線異常判定値Ｔｈ３よりも大きい値を示すため、Ｓ１８０では「断線異常有り」と判定する。
【００８９】
［１−４．効果］
以上説明したように、本実施形態の温度検知装置１においては、入力基準電位設定部１５が第１入力部３１の電位Ｖｉ１を入力基準電位Ｖｃｍに設定することで、信号増幅部１３における「熱電対３の両端電圧の基準電位」（第１入力部３１の電位Ｖｉ１）がグランド電位Ｖｇよりも高い電位（入力基準電位Ｖｃｍ）となる。
【００９０】
これにより、熱電対３の両端電圧が負温度に対応する電圧となる場合でも、信号増幅部１３に入力される「熱電対３の２つの出力端（正極端子Ｓ＋、負極端子Ｓ−）」の各電位（換言すれば、第１入力部３１，第２入力部３３の各電位Ｖｉ１，Ｖｉ２）がそれぞれグランド電位Ｖｇ以上となる範囲においては、信号増幅部１３は、熱電対３の両端電圧を増幅できる。つまり、入力基準電位設定部１５を備えることで、単一電源構成であっても、熱電対３の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知が可能となる。
【００９１】
また、グランド電位切替部１７を備えることで、第２入力部３３とグランド４９との電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替えることができる。このため、熱電対３における断線異常の有無を判定する場合には、グランド電位切替部１７により第２入力部３３とグランド４９とを通電状態に設定し、断線異常の有無を判定しない場合（換言すれば、温度検知する場合）には、グランド電位切替部１７により第２入力部とグランド４９とを遮断状態に設定する、という構成が可能となる。
【００９２】
このため、断線異常の有無を判定するための断線異常判定値Ｔｈ３を予め定めておき、グランド電位切替部１７により第２入力部３３とグランド４９とが通電状態に設定された状態で、温度検知信号Ｓｔと断線異常判定値Ｔｈ３とを比較することで、断線異常の有無を判定できる。したがって、Ｓ１８０を実行する制御部２１は、グランド電位切替部１７により第２入力部３３とグランド４９とが通電状態に設定された状態で、温度検知信号Ｓｔと断線異常判定値Ｔｈ３と比較することで、その比較結果に基づいて熱電対３における断線異常の有無を判定することができる。
【００９３】
上述のように、熱電対３におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常が生じた際には、第１入力部３１の電位Ｖｉ１は、短絡先の電位の影響を受けるため、入力基準電位Ｖｃｍとは異なる値を示す。そのため、第１入力部３１の電位Ｖｉ１と入力基準電位Ｖｃｍとの比較結果に応じた電位となる入力側設定電位Ｖｃｓに基づいて、熱電対３におけるグランド電位短絡異常及び電源正極電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定できる。
【００９４】
そして、本実施形態では、Ｓ１４０またはＳ１７０を実行する制御部２１が、入力側設定電位Ｖｃｓと正極電位短絡異常判定値Ｔｈ１との比較結果に基づいて熱電対３における電源正極電位短絡異常の有無を判定する。また、Ｓ１４０またはＳ１７０を実行する制御部２１は、入力側設定電位Ｖｃｓとグランド電位短絡異常判定値Ｔｈ２との比較結果に基づいて熱電対３におけるグランド電位短絡異常の有無を判定する。
【００９５】
よって、本実施形態の温度検知装置１によれば、熱電対３の断線異常のみならず熱電対３のグランド電位短絡異常を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対３の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる。
【００９６】
次に、温度検知装置１においては、信号増幅部１３は、信号入力部１１に接続される入力側から温度検知信号Ｓｔを出力する出力側にかけて複数のオペアンプ（入力側第１オペアンプ３５，入力側第２オペアンプ３７，出力側オペアンプ３９）を備えている。また、温度検知装置１は、複数のオペアンプのうち出力側に備えられる出力側オペアンプ３９の動作基準電位を、グランド電位Ｖｇよりも高い電位の出力基準電位Ｖｃｏに設定する出力基準電位設定部１９を備える。これにより、信号増幅部１３のうち出力側に備えられる出力側オペアンプ３９が出力可能な電圧範囲は、グランド電位Ｖｇではなく出力基準電位Ｖｃｏに基づき定められる。
【００９７】
つまり、出力基準電位設定部１９を備えることで、信号増幅部１３が出力可能な電圧範囲は、グランド電位Ｖｇに基づき設定される固定範囲ではなく、出力基準電位Ｖｃｏに基づき設定される範囲となる。このため、単一電源構成であっても、出力基準電位Ｖｃｏを任意に選択することで、信号増幅部１３が出力可能な電圧範囲を任意に設定することが可能となる。
【００９８】
よって、本実施形態の温度検知装置１によれば、信号増幅部１３が出力可能な電圧範囲を任意に設定できるため、用途に応じて出力可能な温度検知信号Ｓｔの範囲を任意に設定することができ、幅広い用途に利用可能な温度検知装置を実現できる。
【００９９】
また、温度検知装置１においては、制御部２１によって駆動制御されるグランド電位切替部１７は、断線判定期間（図３，４での期間Ｔ２，Ｔ４）においては第２入力部３３とグランド４９とを通電状態に設定し、温度検知期間（図３，４での期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５）においては第２入力部３３とグランド４９とを遮断状態に設定する。なお、断線判定期間は、制御処理においてＳ１２０〜Ｓ１５０までの処理が実行される期間に対応しており、温度検知期間は、制御処理においてＳ１６０〜Ｓ１９０までの処理が実行される期間に対応している。
【０１００】
このように、断線判定期間においては、グランド電位切替部１７が第２入力部３３とグランド４９とを通電状態に設定することで、Ｓ１８０を実行する制御部２１による断線異常の有無の判定が可能となる。また、温度検知期間においては、第２入力部３３とグランド４９とを遮断状態に設定することで、Ｓ１３０を実行する制御部２１による温度検知が可能となり、このとき第２入力部３３とグランド４９とが通電状態になることに起因して温度検知精度が低下するのを抑制できる。
【０１０１】
つまり、この温度検知装置１では、温度検知期間と断線判定期間とを明確に区別することで、温度検知期間にグランド電位切替部１７の影響によって温度検知信号が変動する可能性を低減できる。
【０１０２】
よって、本実施形態の温度検知装置１によれば、温度検知精度が低下する可能性を低減しつつ、熱電対３の断線判定を行うことができる。
また、温度検知装置１においては、信号増幅部１３は計装アンプを備えて構成されている。計装アンプは同相除去比が高いという特徴を有することから、温度検知装置１は、熱電対３から出力される微小な電圧を検出するにあたりノイズの影響を低減することができる。
【０１０３】
また、温度検知装置１での異常検知方法に関しては、制御部２１においてＳ１６０を実行して、第２入力部３３とグランド４９とが通電状態に設定された状態で、制御部２１においてＳ１８０を実行して、温度検知信号Ｓｔと断線異常判定値Ｔｈ３とを比較することで、熱電対３における断線異常の有無を判定する、という方法を採用している。
【０１０４】
これにより、第２入力部３３とグランド４９とが通電状態に設定された状態で、温度検知信号Ｓｔと断線異常判定値Ｔｈ３との比較結果に基づいて熱電対３における断線異常の有無を判定することができる。
【０１０５】
また、温度検知装置１での異常検知方法に関しては、制御部２１においてＳ１４０またはＳ１７０を実行することで、入力側設定電位Ｖｃｓと正極電位短絡異常判定値Ｔｈ１との比較結果に基づいて熱電対３における電源正極電位短絡異常の有無を判定し、入力側設定電位Ｖｃｓとグランド電位短絡異常判定値Ｔｈ２との比較結果に基づいて熱電対３におけるグランド電位短絡異常の有無を判定する。より具体的には、第１入力部３１の電位Ｖｉ１と入力基準電位Ｖｃｍとを比較し、その比較結果に基づいて熱電対３におけるグランド電位短絡異常または電源正極電位短絡異常の有無を判定している。
【０１０６】
このように、制御部２１においてＳ１４０またはＳ１７０を実行することで、第１入力部３１の電位Ｖｉ１と入力基準電位Ｖｃｍとの比較結果に基づいて熱電対３におけるグランド電位短絡異常及び他電位短絡異常の少なくとも一方の有無を判定できる。
【０１０７】
［１−５．特許請求の範囲との対応関係］
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。
Ｓ１８０を実行する制御部２１が断線異常判定部の一例に相当し、Ｓ１４０またはＳ１７０を実行する制御部２１が短絡異常判定部の一例に相当する。
【０１０８】
制御部２１が実行するＳ１６０がグランド電位設定ステップの一例に相当し、制御部２１が実行するＳ１８０が断線異常判定ステップの一例に相当し、制御部２１が実行するＳ１４０またはＳ１７０が短絡異常判定ステップの一例に相当する。
【０１０９】
［２．第２実施形態］
上記実施形態（以下、第１実施形態ともいう）では、熱電対の両端電圧を増幅する信号増幅部として計装アンプを有する信号増幅部１３を備える構成について説明したが、信号増幅部１３に代えて、コンデンサおよびスイッチを有する信号増幅部を用いてもよい。
【０１１０】
そこで、第２実施形態として、コンデンサおよびスイッチを有する第２信号増幅部５１を備える第２温度検知装置５について説明する。
なお、以下の説明では、第２実施形態の構成のうち第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一を付して説明を省略し、第２実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１１１】
図５に、第２信号増幅部５１を備える第２温度検知装置５の構成図を示す。
第２信号増幅部５１は、入力側が信号入力部１１を介して熱電対３に電気的に接続されるとともに、出力側が制御部２１のＡＤ入力端子ＡＤＣに電気的に接続されている。
【０１１２】
第２信号増幅部５１は、第１入力部３１および第２入力部３３に接続される第１コンデンサＣ１と、第２スイッチＳ２を介して第１コンデンサＣ１に接続される第２コンデンサＣ２と、制御部２１のＡＤ入力端子ＡＤＣに接続される出力側オペアンプ３９と、抵抗素子Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０と、２つの第１スイッチＳ１と、２つの第２スイッチＳ２と、を備えている。
【０１１３】
このうち、第１コンデンサＣ１は、抵抗素子Ｒ７および第１スイッチＳ１を介して第１入力部３１に接続されるとともに、抵抗素子Ｒ８および第１スイッチＳ１を介して第２入力部３３に接続される。
【０１１４】
この第２信号増幅部５１では、２つの第１スイッチＳ１がＯＮ状態（閉状態）になり、かつ、２つの第２スイッチＳ２がＯＦＦ状態（開状態）になることで、熱電対３から第１コンデンサＣ１に電荷が移動する。その後、２つの第１スイッチＳ１がＯＦＦ状態（開状態）になると、第１コンデンサＣ１の両端電圧は熱電対３の両端電圧（＝Ｖｉ１−Ｖｉ２）に応じた値となる。
【０１１５】
このあと、２つの第１スイッチＳ１がＯＦＦ状態（開状態）になり、かつ、２つの第２スイッチＳ２がＯＮ状態（閉状態）になることで、第１コンデンサＣ１から第２コンデンサに電荷が移動する。その後、２つの第２スイッチＳ２がＯＦＦ状態（開状態）になると、第２コンデンサＣ２の両端電圧は第１コンデンサＣ１の両端電圧に応じた値となる。
【０１１６】
このようにして、第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２の開閉動作が繰り返されることで、第２コンデンサＣ２の両端電圧は、熱電対３の両端電圧の変化に応じて変動する。そして、２つの第２スイッチＳ２のＯＦＦ状態（開状態）が継続される間は、第２コンデンサＣ２の両端電圧が一定値に維持され、出力側オペアンプ３９は、第２コンデンサＣ２の両端電圧に応じた温度検知信号Ｓｔを出力する。
【０１１７】
つまり、第２信号増幅部５１は、信号入力部１１の第１入力部３１と第２入力部３３との間に生じる電位差（換言すれば、熱電対３の両端電圧（＝Ｖｉ１−Ｖｉ２））を増幅して、増幅後の信号（Ｖｏ）を温度検知信号Ｓｔとして制御部２１に対して出力する。
【０１１８】
なお、第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２の開閉動作は、図示しない制御装置によって制御される。
このような第２信号増幅部５１を備える第２温度検知装置５は、第１実施形態の温度検知装置１と同様に、熱電対３の断線異常のみならず熱電対３のグランド電位短絡異常を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対３の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる。
【０１１９】
また、第２実施形態の第２温度検知装置５は、第１実施形態の温度検知装置１と同様に、出力基準電位設定部１９を備えることで、第２信号増幅部５１が出力可能な電圧範囲は、グランド電位Ｖｇに基づき設定される固定範囲ではなく、出力基準電位Ｖｃｏに基づき設定される範囲となる。
【０１２０】
よって、第２実施形態の第２温度検知装置５によれば、第１実施形態の温度検知装置１と同様に、第２信号増幅部５１が出力可能な電圧範囲を任意に設定できるため、用途に応じて出力可能な温度検知信号Ｓｔの範囲を任意に設定することができ、幅広い用途に利用可能な温度検知装置を実現できる。
【０１２１】
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明すると、第２信号増幅部５１が信号増幅部の一例に相当する。
［３．第３実施形態］
第１実施形態では、熱電対の両端電圧を増幅する信号増幅部として計装アンプを有する信号増幅部１３を備える構成について説明したが、信号増幅部１３に代えて、１つのオペアンプを有する信号増幅部を用いてもよい。
【０１２２】
そこで、第３実施形態として、１つのオペアンプを有する第３信号増幅部５３を備える第３温度検知装置７について説明する。
なお、以下の説明では、第３実施形態の構成のうち第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一を付して説明を省略し、第３実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１２３】
図６に、第３信号増幅部５３を備える第３温度検知装置７の構成図を示す。
第３信号増幅部５３は、入力側が信号入力部１１を介して熱電対３に電気的に接続されるとともに出力側が制御部２１のＡＤ入力端子ＡＤＣに接続される出力側オペアンプ３９と、複数の抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３と、を備える。
【０１２４】
出力側オペアンプ３９の非反転入力端子（＋）は、抵抗素子Ｒ１１を介して信号入力部１１の第１入力部３１に接続され、出力側オペアンプ３９の反転入力端子（−）は、抵抗素子Ｒ１２を介して信号入力部１１の第２入力部３３に接続される。また、抵抗素子Ｒ１３は、出力側オペアンプ３９の反転入力端子（−）と出力端子との間に接続されている。
【０１２５】
このような構成の第３信号増幅部５３は、信号入力部１１の第１入力部３１と第２入力部３３との間に生じる電位差（換言すれば、熱電対３の両端電圧（＝Ｖｉ１−Ｖｉ２））を増幅して、増幅後の信号（Ｖｏ）を温度検知信号Ｓｔとして制御部２１に対して出力する。
【０１２６】
このような第３信号増幅部５３を備える第３温度検知装置７は、第１実施形態の温度検知装置１と同様に、熱電対３の断線異常のみならず熱電対３のグランド電位短絡異常を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対３の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる。
【０１２７】
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明すると、第３信号増幅部５３が信号増幅部の一例に相当する。
［４．第４実施形態］
第１実施形態では、トランジスタを有するグランド電位切替部１７を備える温度検知装置１について説明したが、第２入力部３３とグランド４９との電気的な接続状態を切り替えるグランド電位切替部としては、機械式スイッチを用いても良い。
【０１２８】
そこで、第４実施形態として、機械式スイッチで構成された機械式グランド電位切替部を備える第４温度検知装置９について説明する。
なお、以下の説明では、第４実施形態の構成のうち第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一を付して説明を省略し、第４実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１２９】
図７に、機械式スイッチで構成された機械式グランド電位切替部５５を備える第４温度検知装置９の構成図を示す。
機械式グランド電位切替部５５は、第２入力部３３とグランド４９との間に接続される機械式スイッチであり、制御部２１からの駆動制御信号Ｓｇに応じて開状態（遮断状態）または閉状態（通電状態）のいずれかに切り替わる。
【０１３０】
つまり、機械式グランド電位切替部５５は、制御部２１からの駆動制御信号Ｓｇに応じて、第２入力部３３とグランド４９（グランド電位Ｖｇ）との電気的な接続状態を、通電状態または遮断状態に切り替える。換言すれば、機械式グランド電位切替部５５は、制御部２１からの駆動制御信号Ｓｇに応じて、信号入力部１１のうち第２入力部３３の電位Ｖｉ２を、グランド電位Ｖｇに設定するか否かを切り替える。
【０１３１】
このような機械式グランド電位切替部５５を備える第３温度検知装置７は、第１実施形態の温度検知装置１と同様に、熱電対３の断線異常のみならず熱電対３のグランド電位短絡異常を検知でき、かつ、単一電源構成であっても熱電対３の両端電圧が負温度に対応する電圧となるような温度範囲の温度検知ができる。
【０１３２】
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明すると、機械式グランド電位切替部５５がグランド電位切替部の一例に相当する。
［５．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【０１３３】
例えば、駆動電圧Ｖｒｅｆは、５［Ｖ］に限られることはなく、任意の数値を採ることが出来る。また、入力基準電位Ｖｃｍや出力基準電位Ｖｃｏの数値は、２［Ｖ］に限られることはなく、温度検知の用途や環境などの各種条件に応じて適切な数値を設定することで、温度検知精度を向上できる。
【符号の説明】
【０１３４】
１…温度検知装置、３…熱電対、５…第２温度検知装置、７…第３温度検知装置、９…第４温度検知装置、１１…信号入力部、１３…信号増幅部、１５…入力基準電位設定部、１７…グランド電位切替部、１９…出力基準電位設定部、２１…制御部、３１…第１入力部、３３…第２入力部、３９…出力側オペアンプ、４９…グランド、５１…第２信号増幅部、５３…第３信号増幅部、５５…機械式グランド電位切替部、Ｓｇ…駆動制御信号、Ｓｔ…温度検知信号、Ｔｈ１…正極電位短絡異常判定値、Ｔｈ２…グランド電位短絡異常判定値、Ｔｈ３…断線異常判定値、Ｖｃｍ…入力基準電位、Ｖｃｏ…出力基準電位、Ｖｃｒ…出力側設定電位、Ｖｃｓ…入力側設定電位、Ｖｇ…グランド電位。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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