(57)【要約】【課題】多チャネル温度測定装置におけるコストダウンをはかった温度測定装置を提供する。【解決手段】２種の金属線の一端が互いに接続され他端が一対の接続端子に接続された熱電対と、この熱電対の複数個を連ねて一組の温度測定単位とし、この一組の温度測定単位ごとに基準接点補償回路を備えた温度測定装置において、前記温度測定単位を複数単位連ねて配置するに際しては、少なくとも一つの温度測定装置の前記基準接点補償回路を残し他の温度測定装置の前記基準接点補償回路を除去した。【選択図】      図１
2008304425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種の金属線の一端が互いに接続され他端が一対の接続端子に接続された熱電対と、この熱電対の複数個を連ねて一組の温度測定単位とし、この一組の温度測定単位ごとに基準接点補償回路を備えた温度測定装置において、前記温度測定単位を複数単位連ねて配置するに際しては、少なくとも一つの温度測定装置の前記基準接点補償回路を残し他の温度測定装置の前記基準接点補償回路を除去したことを特徴とする温度測定装置。
【請求項２】
２種の金属線の一端が互いに接続され他端が一対の接続端子に接続された熱電対と、この熱電対の複数個を連ねて一組の温度測定単位とし、この一組の温度測定単位ごとに基準接点補償回路を備えた温度測定装置において、前記温度測定単位を２単位連ねて配置するに際しては、一方の温度測定装置の前記基準接点補償回路を除去したことを特徴とする温度測定装置。
【請求項３】
２種の金属線の一端が互いに接続され他端が一対の接続端子に接続された熱電対と、この熱電対の複数個を連ねて一組の温度測定単位とし、この一組の温度測定単位ごとに基準接点補償回路を備えた温度測定装置において、前記温度測定単位を３単位以上連ねて配置するに際しては、端部に位置する前記温度測定単位を除いて中間に位置する温度測定装置の前記基準接点補償回路の少なくとも一つを除去したことを特徴とする温度測定装置。
【請求項４】
前記複数の温度測定単位は熱伝導の良好な金属を含む一枚の基板に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の温度測定装置。
【請求項５】
前記基準接点補償回路は温度センサ素子と温度センサ回路からなり、基準接点補償回路として機能させない場合は前記温度センサ回路は残し前記温度センサ素子を除去したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電対を用いて多点の温度を測定する温度測定装置に関し、基準接点補償回路で測定した基準温度を共用することによりコスト低減を図った温度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱電対を用いて温度を計測する計測器では、熱電対の一端が接続される端子板が設けられている。この端子板には、熱電対の信号線を接続する複数対の端子が設けられ、端子を経由する検出信号を装置内部の計測手段に供給している。
【０００３】
この端子板は、設けられる端子の数が増えるに従い板面が大きくなり、端子板が取付けられている環境からの外的な熱影響を受け易くなる。これは、端子を経由する検出信号に影響するので、計測に際しては検出信号を温度補償する必要がある。
【０００４】
そこで、端子板には、この端子板自体の温度を検出する端子板温度検出センサを設け、この端子板温度検出センサで検出される温度補償信号を補償回路に供給し、各端子を経由する検出信号を補償する構成となっている。
【０００５】
なお、熱電対を用いた温度測定装置に関する先行技術としては下記の特許文献が知られている。
【特許文献１】特開平０５−１６４６２８号公報
【特許文献２】特開２００１−７４５６４号公報
【０００６】
図７は１０チャンネル（箇所）の温度を測定可能な温度測定装置の入力端子部の一例を示す正面図である。図において、１は金属板を有する長方形状の基板であり、この基板には１０対の接続端子２が基板の長手方向に並列に取り付けられている。３は２種の金属線の一端が互いに接続され他端が一対の接続端子（以下単に端子という）２に接続された熱電対である（図では１箇所のみを表示している）。４は基板１の略中央部に設けられた基準接点補償回路を構成する温度センサである。
【０００７】
図８は図７に示す１０チャンネルの温度測定装置を３個連ねて配置した３０チャンネルの温度測定装置を示す正面図である。即ち、基準接点補償回路を構成する温度センサ４は１０チャンネルごとに１つ取り付けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、熱電対センサが測定できる温度測定装置の場合、通常であれば1つのチャネルに対して1つの温度センサが必要となる。しかし、実際には１０ｃｈ程度の温度測定装置においては、金属板を有する基板を使用したり、機構設計を工夫することで、１つの温度センサでまかない、製品仕様を満たすようになっている。
【０００９】
図９は３０ｃｈの多チャンネル温度測定装置を一枚の金属板を有する基板に組み込んだ例を示す正面図である。このような場合、横幅が広くなり両側に装着されるモジュール５ａ，５ｂの熱によって、Ｘ軸（横）方向の入力端子板の温度分布にバラつきが生じてしまうことがある。そのため、やはり１０ｃｈごとに一つの温度センサが必要になる。図中Ａで示す両側の入力端子の領域は隣に装着されるモジュール５ａ，５ｂが発生する熱の影響を受けやすく、Ｂで示す領域の入力端子は両側の入力端子の温度に影響を受けて変化する。
【００１０】
しかしながら、コスト低減の観点からは温度センサはコストが高いため、３０ｃｈ以上の温度測定装置に従来と同様温度センサを３個使用した場合にはコスト削減が難しいという問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたもので、多チャネル温度測定装置におけるコストダウンをはかった温度測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を達成するための本発明の温度測定装置の構成は、請求項１においては、
２種の金属線の一端が互いに接続され他端が一対の接続端子に接続された熱電対と、この熱電対の複数個を連ねて一組の温度測定単位とし、この一組の温度測定単位ごとに基準接点補償回路を備えた温度測定装置において、前記温度測定単位を複数単位連ねて配置するに際しては、少なくとも一つの温度測定装置の前記基準接点補償回路を残し他の温度測定装置の前記基準接点補償回路を除去したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２においては、
２種の金属線の一端が互いに接続され他端が一対の接続端子に接続された熱電対と、この熱電対の複数個を連ねて一組の温度測定単位とし、この一組の温度測定単位ごとに基準接点補償回路を備えた温度測定装置において、前記温度測定単位を２単位連ねて配置するに際しては、一方の温度測定装置の前記基準接点補償回路を除去したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３においては、
２種の金属線の一端が互いに接続され他端が一対の接続端子に接続された熱電対と、この熱電対の複数個を連ねて一組の温度測定単位とし、この一組の温度測定単位ごとに基準接点補償回路を備えた温度測定装置において、前記温度測定単位を３単位以上連ねて配置するに際しては、端部に位置する前記温度測定単位を除いて中間に位置する温度測定装置の前記基準接点補償回路の少なくとも一つを除去したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４においては、請求項１乃至３のいずれかに記載の温度測定装置おいて、
前記複数の温度測定単位は熱伝導の良好な金属を含む一枚の基板に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５においては、請求項１乃至４のいずれかに記載の温度測定装置において、
前記基準接点補償回路は温度センサ素子と温度センサ回路からなり、基準接点補償回路として機能させない場合は前記温度センサ回路は残し前記温度センサ素子を除去したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したことから明らかなように本発明の請求項１〜４によれば、次のような効果がある。温度測定単位を複数単位連ねて配置するに際し、少なくとも一つの温度測定装置の基準接点補償回路を残し他の温度測定装置の基準接点補償回路を除去したので、コストの削減が可能となった。
【００１７】
また、本発明の請求項５によれば、基準接点補償回路として機能させない場合は前記温度センサ回路は残し前記温度センサ素子を除去したので、基準接点補償回路として使用する場合容易に復活が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の実施形態の一例を示す温度測定装置の入力端子部の一例を示す正面図である。図１において、６はメインユニットであり、このメインユニットに接続される計測データを収集する。７は６０ｃｈ分のモジュールが装着できるベースユニットで、コネクタ８が６個形成されている。３０ｃｈの温度測定端子が設けられた金属板を有する基板は図示しないコネクタを介してコネクタ８と接続される。
【００１９】
この実施例では、３０ｃｈの端子のうち中央部に位置する温度センサ２が削除されており、温度センサとしては温度センサ１，温度センサ３のみを使用する（温度センサ１個削減）。また、本発明では図１における一点差線で囲った１０組の端子を一組の温度測定単位と定義する。従って図１に示す装置は３単位連ねて配置されている。
上記の構成において、まず、温度センサ１にて温度センサ１の周囲の温度（Ｘ１℃）を測定し、次に温度センサ３にて温度センサ３周囲の温度（Ｘ３℃）を測定する。
【００２０】
ここで、温度センサ２の周囲温度（Ｘ２℃）は以下のように推察することができる。
温度センサ１の周囲温度（Ｘ１℃）  ＞  温度センサ３の周囲温度（Ｘ３℃）の時、
Ｘ１℃  ＞  温度センサ２の周囲温度（Ｘ２℃）  ＞  Ｘ３℃
【００２１】
温度センサ１の周囲温度（Ｘ１℃)  ＜  温度センサ３の周囲温度(Ｘ３℃)の時、
Ｘ１℃  ＜  温度センサ２の周囲温度（Ｘ２℃)  ＜  Ｘ３℃
なお、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の熱結合が良くなるように、１枚の金属板を有する基板で３０ｃｈ分全ての入力端子を配置する。
【００２２】
温度センサ２の周囲温度（Ｘ２℃）は以下の演算式にて算出する。
Ｘ２＝Ｘ１×Ｋ  ＋  Ｘ３×（１−Ｋ）
ここで、係数Ｋは、各製品の評価試験および３０ｃｈの温度測定装置の両側に配置される発熱モジュール（無配置の場合を含む）の発熱の状態によって決定する。
【００２３】
図２（ａ，ｂ）は他の実施例を示す温度測定装置の入力端子部の一例を示す正面図である。図２（ａ）は３０ｃｈの温度測定装置が縦方向に配置され、その上下に発熱モジュールが配置された場合を示している。この場合も上下の温度センサ１,３を残し、やはり中央の温度センサ２を削減することで、図１の実施例と同様の効果が期待できる。
【００２４】
また、図２（ｂ）は５０chの温度測定装置が横（Ｘ）方向に配置された場合を示している。この実施例では両側の温度センサ１，３と中央部の温度センサ３を残し、２番目と４番目の温度センサ２，４を除去している。
【００２５】
本発明は、コストダウンを図るために多チャンネル温度測定装置における温度センサ素子を一部削減するものである。当然、温度センサを削減しても温度測定装置としての製品仕様は満たすものとなっている。しかしながら、プロセスに温度測定装置を取付け後、想定していた以上に周囲環境の変動が激しい場合、または、やはり測定精度を高めるために温度センサを必要とする場合がある。
【００２６】
図３は熱電対の基準接点補償回路として用いられるトランジスタを用いた温度センサ回路である。図においてトランジスタ（温度センサ素子）１０のコレクタはバッファアンプ１１の反転端子にエミッタはバッファアンプ１１の出力端子に接続されており、トランジスタ１０のベースとバッファアンプ１１の非反転端子はベースに接地されている。
【００２７】
図３においてトランジスタ１０のコレクタに定電流源から電流が流れることにより、バッファアンプ１１の出力端子とベース間にセンサ温度に関連した（例えば−０．６ボルトの）電圧が発生する。
【００２８】
図４はプロセスに温度測定装置を取付け後、想定していた以上に周囲環境の変動が激しかったり、測定精度を高めるために温度センサ素子を後付けする場合を想定した多チャンネル温度測定装置のソフトウエアの処理フローチャートを示すものである。
【００２９】
このフローチャートは、センサ出力電圧を測定し、結果が−０．１以下（≒０）であれば温度センサありと判断し、−０．１以上であれば温度センサ素子なしと判断する。そして３０ｃｈのもので中央の温度センサ素子を削除したものであれば前述の式
Ｘ２＝Ｘ１×Ｋ  ＋  Ｘ３×（１−Ｋ）
により中央の温度センサの基準接点温度を演算する。
【００３０】
図５，図６は温度センサを後付けする場合を想定した多チャンネル温度測定装置の回路構成を示す図である。
１０は温度センサ用トランジスタ、１１はバッファアンプであり、図５ではトランジスタ１０の各端子（エミッタ，コレクタ，ベース）は温度センサボード１２を構成するコネクタ１５ａに接続され、測定回路ボード１３を構成するコネクタ１５ｂにはバッファアンプ１１の各端子（反転、非反転端子および出力端子）が接続されており、反転、非反転端子の間は切換えスイッチ１４により接続されている。
【００３１】
図６はバッファアンプ１０を温度センサボード１２側に配置したもので、図５と図６の違いは、温度センサ回路１２に使用されるバッファアンプ１１が温度センサボード１２か測定回路ボード１３のどちらに実装されているかの違いだけである。
【００３２】
これらの図において、トランジスタ１０のコレクタに定電流源から電流が流れることにより、バッファアンプ１１の出力端子とベース間にセンサ温度に関連した（例えば−０．６ボルトの）電圧が発生するが、本発明では温度センサ素子を削除する場合は測定回路ボード１３は取付けておき、トランジスタ１０を含む温度センサボード１２ａのみを削除する（削除した分だけコスト削減となる）。
【００３３】
切替えスイッチ１４は温度センサボード１２を削除する場合はオン状態とし、削除しない場合はオフとしておく。切替えスイッチ１４をオンとすることによりバッファアンプ１１の出力は−０．１ボルト以上（約０ボルト）となる。その結果、図４に示すフローチャートを用いることにより温度センサの有無を知ることができる。
【００３４】
上述のように温度センサ回路を工夫することにより、簡単なハードウェア変更によってソフトウェアが両方（温度センサ削減またはそのまま使用）対応できるようにし、ユーザー要求によっては工場出荷時に削除していた温度センサ（図１に示す４ａ）を追加することで、基準接点補償確度を改善することができる。
【００３５】
即ち、製品発売後にユーザーから基準接点補償確度の改善要求（単純に高精度測定の要求や周囲環境の変動が激しい環境での使用による基準接点補償確度の悪化による改善要求）があった場合に、ソフトウェアの変更なしで、簡単なハードウェア変更のみで対応できる。
【００３６】
なお、図５又は図６に示す温度センサボードおよび切り替えスイッチは、一般にはユーザーではアクセスできない機器内部に配置されている。従って、温度センサを削除するかしないかは製造時点でないと変更できないが、上記回路をユーザーがアクセスできる部分に配置しておけば、ユーザー自身が温度センサ素子を含む温度センサボード１２の脱着によって削除するかしないかの切り替えが可能になる。このとき、必ず必要な温度センサ（図１の温度センサ１，温度センサ３）のみユーザーがアクセスできない場所に設置するか、脱着できない機構にしておく。
【００３７】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す温度測定装置の入力端子部の一例を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態の他の実施例を示す正面図である。
【図３】熱電対の基準接点補償回路として用いられるトランジスタ(温度センサ素子)を用いた温度センサ回路の一例を示す図である。
【図４】本発明で用いる温度センサ素子の有無を検知するためのフローチャートである。
【図５】温度センサ素子を後付けする場合を想定した多チャンネル温度測定装置の回路構成を示す図である。
【図６】温度センサ素子を後付けする場合を想定した多チャンネル温度測定装置の他の実施例を示す回路構成図である。
【図７】従来の温度測定装置の入力端子部の一例を示す正面図である。
【図８】従来の温度測定装置の入力端子部の他の実施例を示す正面図である。
【図９】従来の温度測定装置の入力端子部の他の実施例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      金属板を有する基板
２      一対の接続端子
３      熱電対
４      温度センサ
５      隣のモジュール
６      メインユニット
７      ベースユニット
８，１５ａ，１５ｂ  コネクタ
１０    トランジスタ(温度センサ素子)
１１    バッファアンプ
１２    温度センサボード
１３    測定回路ボード
１４    切替スイッチ
【図１】
2008304425.tif 000003
【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】
2008304425.tif 000009
【図８】
2008304425.tif 000010
【図９】
2008304425.tif 000011