(57)【要約】【課題】オペアンプのオフセット電圧を相殺することを目的とする。【解決手段】熱電対２で発生した直流電圧を増幅するオペアンプ２１を備えた温度測定装置１内部の初段増幅回路１２であって、熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＮ／ＯＦＦする第１ＳＷ２３と、オペアンプのオフセット電圧を充電するＣＲ回路２４と、オペアンプ及びＣＲ回路間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第２ＳＷ２５と、オフセット電圧がゼロになるように、ＣＲ回路にて充電した電圧を減衰してオペアンプに入力するオフセット電圧調整部２６と、オペアンプ及びオフセット電圧調整部間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第３ＳＷ２７と、第１ＳＷをＯＮ、第２ＳＷをＯＮ、第３ＳＷをＯＦＦ制御することでオフセット電圧検出動作を実行すると共に、第１ＳＷをＯＦＦ、第２ＳＷをＯＦＦ、第３ＳＷをＯＮ制御することでオフセット電圧相殺動作を実行するクロック回路２９とを有している。【選択図】図２
2008017015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電対で発生した直流電圧を増幅するオペアンプを備え、この増幅した直流電圧に基づき前記熱電対の温接点側の現在温度を測定する温度測定装置に使用する熱電対の初段増幅回路であって、
前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＮ／ＯＦＦすべく、前記オペアンプ及びグランド間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第１切替手段と、
前記オペアンプと接続し、このオペアンプの出力電圧をオフセット電圧として充電する充電手段と、
前記オペアンプ及び前記充電手段間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第２切替手段と、
前記オペアンプのオフセット電圧がゼロになるように、前記充電手段にて充電した直流電圧を減衰して前記オペアンプに入力するオフセット電圧調整手段と、
前記オペアンプ及び前記オフセット電圧調整手段間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第３切替手段と、
前記第１切替手段をＯＮ、前記第２切替手段をＯＮ、前記第３切替手段をＯＦＦ制御することでオフセット電圧検出動作を実行すると共に、
前記第１切替手段をＯＦＦ、前記第２切替手段をＯＦＦ、前記第３切替手段をＯＮ制御することでオフセット電圧相殺動作を実行する切替制御手段とを有することを特徴とする熱電対の初段増幅回路。
【請求項２】
前記オフセット電圧検出動作は、
前記第１切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記グランド間の接続をＯＮし、前記第２切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記充電手段間の接続をＯＮすると共に、前記第３切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記オフセット電圧調整手段間の接続をＯＦＦすることで、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＦＦして、前記オペアンプのオフセット電圧を前記充電手段に充電するようにしたことを特徴とする請求項1記載の熱電対の初段増幅回路。
【請求項３】
前記オフセット電圧相殺動作は、
前記第１切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記グランド間の接続をＯＦＦし、前記第２切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記充電手段間の接続をＯＦＦすると共に、前記第３切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記オフセット電圧調整手段間の接続をＯＮすることで、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＮすると共に、前記充電手段に充電した直流電圧を前記オフセット電圧調整手段で減衰し、この減衰した直流電圧を前記オペアンプに入力して同オペアンプのオフセット電圧がゼロになるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の熱電対の初段増幅回路。
【請求項４】
前記オフセット電圧調整手段は、
前記オペアンプの入力側に接続した第１抵抗及び第２抵抗と、
前記充電手段に充電した直流電圧を検出し、この直流電圧の出力インピーダンスを下げて出力するバッファアンプと、
このバッファアンプと接続すると共に、前記第３切替手段を通じて前記第１抵抗と並列に接続した第３抵抗とを有し、前記第３抵抗は、前記第1抵抗に対してインピーダンスを大きく設定しておき、
前記第１抵抗、前記第２抵抗及び前記第３抵抗に応じて前記バッファアンプにて出力インピーダンスを下げた直流電圧を減衰し、この減衰した直流電圧を前記オペアンプに入力することを特徴とする請求項１、２又は３の何れか一に記載の熱電対の初段増幅回路。
【請求項５】
前記切替制御手段は、
所定タイミング毎にクロック信号を発生するクロック発生手段で構成し、このクロック発生手段にて発生したクロック信号に応じて、前記第１切替手段、前記第２切替手段及び前記第３切替手段を切替制御することを特徴とする請求項１，２，３又は４の何れか一に記載の熱電対の初段増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば熱電対で発生した直流電圧を増幅するオペアンプを備え、この増幅した直流電圧に基づき前記熱電対の温接点側の現在温度を測定する温度測定装置に使用する熱電対の初段増幅回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような熱電対の温接点側の現在温度を測定する温度測定装置では、熱電対で発生した直流電圧が微弱であるために、この直流電圧をゲイン（ＧＡＩＮ）倍に増幅する初段増幅回路内部のオペアンプと、熱電対の材質に関わる基準熱起電力表に基づき、オペアンプにて増幅した熱電対の直流電圧に応じて温度を読み出す温度測定部とを有し、温度測定部は、この読み出した温度を温接点側の現在温度として測定出力するようにしている。
【０００３】
しかしながら、オペアンプには、その部品自体に入力オフセット電圧（Ｖｉｏ）が存在するため、このオフセット電圧分の電圧誤差が生じることはもちろんのこと、さらには周囲温度や自己発熱等の環境温度の変化でも入力オフセット電圧が変化して温度変化分（Ｖｔ）の電圧誤差が生じるため、その結果、オペアンプで増幅して温度測定部に入力される直流電圧は、（熱電対の直流電圧Ｖｉｎ＊ＧＡＩＮ）＋（入力オフセット電圧Ｖｉｏ＊ＧＡＩＮ）＋（入力オフセット電圧の温度変化分Ｖｔ＊ＧＡＩＮ）ということになり、温度測定部では、（入力オフセット電圧Ｖｉｏ＊ＧＡＩＮ）＋（入力オフセット電圧の温度変化分Ｖｔ＊ＧＡＩＮ）分の電圧誤差が生じ、その結果、同電圧誤差分の温度誤差が生じることになる。
【０００４】
そこで、このようなオペアンプのオフセット電圧で生じる電圧誤差を解消するために、入力オフセット電圧や、この入力オフセット電圧の温度変化分等の電圧誤差が小さい高価な高精度オペアンプを使用することも考えられるが、部品コストが嵩み、その結果、温度測定装置全体の製品コストが増大してしまうといった事態も考えられる。
【０００５】
このような事態を解消するために、高価な高精度オペアンプを使用することなく、安価なオペアンプを使用して、同オペアンプのオフセット電圧による電圧誤差をキャンセルする技術内容が広く知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１の技術内容としては、温度測定装置の技術分野ではないが、熱電対の起電力の直流電圧をオペアンプで増幅し、増幅後の直流電圧をデジタル信号に変換してマイコンに取り込み、オペアンプの出力電圧値が所定電圧値よりも高いと判定されると、バーナーが点火状態であると判断する点火検知装置を発明の対象としている。
【０００７】
この特許文献１の点火検知装置では、熱電対の直流電圧をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ素子と、このスイッチ素子を通じて熱電対の直流電圧をＯＦＦした場合のオペアンプの出力電圧をデジタル変換して出力電圧値を記憶すると共に、スイッチ素子を通じて熱電対の直流電圧をＯＮした場合のオペアンプの出力電圧をデジタル変換して出力電圧値を記憶し、熱電対の直流電圧ＯＮ時の出力電圧値と直流電圧ＯＦＦ時の出力電圧値との電圧差を算出し、この電圧差をオペアンプのオフセット電圧分として記憶するマイコンとを有し、マイコンは、運用時、すなわち熱電対の直流電圧ＯＮ時の出力電圧値からオフセット電圧分をキャンセルしてオフセット電圧の電圧誤差を解消したオペアンプの出力電圧を得ることができる。
【特許文献１】特開平１１−９４２４６号公報（要約書及び図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１によれば、スイッチ素子を通じて熱電対の直流電圧をＯＮした場合のオペアンプの出力電圧をデジタル変換して同出力電圧値を記憶すると共に、熱電対の直流電圧をＯＦＦした場合のオペアンプの出力電圧をデジタル変換して同出力電圧値を記憶し、これら直流電圧ＯＮ時の出力電圧値と直流電圧ＯＦＦ時の出力電圧値との電圧差をマイコンで算出し、この電圧差をオフセット電圧分の電圧誤差として記憶し、運用時に同オフセット電圧分の電圧誤差に基づき、オフセット電圧分をマイコン側でキャンセルするようにしたが、オフセット電圧を算出するためのマイコンやデジタル変換器等の別途部品が必要となるため、部品コストの増大、その結果、製品全体のコスト増大に繋がる。
【０００９】
また、特許文献１によれば、オペアンプの後段に配置したマイコンでオペアンプのオフセット電圧の検出及びキャンセルを実行するようにしたため、オペアンプの出力電圧を他の目的に使用したくても、このオペアンプの出力電圧にはオフセット電圧分がキャンセルされない状態で残っているため、このオペアンプの出力電圧を他の目的に使用することはできない。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マイコンやデジタル変換器等の別途部品を使用しなくても、オペアンプ自体で同オペアンプのオフセット電圧分をキャンセルすることができ、さらには同オペアンプの出力電圧にはオフセット電圧が残らないため、同出力電圧を他の目的用途に使用することも可能になる熱電対の初段増幅回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の熱電対の初段増幅回路は、熱電対で発生した直流電圧を増幅するオペアンプを備え、この増幅した直流電圧に基づき前記熱電対の温接点側の現在温度を測定する温度測定装置に使用する熱電対の初段増幅回路であって、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＮ／ＯＦＦすべく、前記オペアンプ及びグランド間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第１切替手段と、前記オペアンプと接続し、このオペアンプの出力電圧をオフセット電圧として充電する充電手段と、前記オペアンプ及び前記充電手段間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第２切替手段と、前記オペアンプのオフセット電圧がゼロになるように、前記充電手段にて充電した直流電圧を減衰して前記オペアンプに入力するオフセット電圧調整手段と、前記オペアンプ及び前記オフセット電圧調整手段間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第３切替手段と、前記第１切替手段をＯＮ、前記第２切替手段をＯＮ、前記第３切替手段をＯＦＦ制御することでオフセット電圧検出動作を実行すると共に、前記第１切替手段をＯＦＦ、前記第２切替手段をＯＦＦ、前記第３切替手段をＯＮ制御することでオフセット電圧相殺動作を実行する切替制御手段とを有するようにした。
【００１２】
従って、本発明の熱電対の初段増幅回路によれば、前記第１切替手段をＯＮ、前記第２切替手段をＯＮ、前記第３切替手段をＯＦＦ制御することで、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＦＦして、前記オペアンプのオフセット電圧を前記充電手段に充電するオフセット電圧検出動作を実行すると共に、前記第１切替手段をＯＦＦ、前記第２切替手段をＯＦＦ、前記第３切替手段をＯＮ制御することで、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＮして、前記充電手段に充電した直流電圧を前記オフセット電圧調整手段で減衰し、この減衰した直流電圧を前記オペアンプに入力して同オペアンプのオフセット電圧がゼロになるオフセット電圧相殺動作を実行するようにしたので、デジタル的要素のマイコンやデジタル変換器等の別途部品を使用しなくても、オペアンプ自体で同オペアンプのオフセット電圧分をキャンセルすることができ、さらには同オペアンプの出力電圧にはオフセット電圧が残らないため、同出力電圧を他の目的用途に使用することも可能になる。
【００１３】
また、本発明の初段増幅回路の前記オフセット電圧検出動作は、前記第１切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記グランド間の接続をＯＮし、前記第２切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記充電手段間の接続をＯＮすると共に、前記第３切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記オフセット電圧調整手段間の接続をＯＦＦすることで、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＦＦして、前記オペアンプのオフセット電圧を前記充電手段に充電するようにしても良い。
【００１４】
従って、本発明の初段増幅回路によれば、前記第１切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記グランド間の接続をＯＮし、前記第２切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記充電手段間の接続をＯＮすると共に、前記第３切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記オフセット電圧調整手段間の接続をＯＦＦすることで、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＦＦして、前記オペアンプのオフセット電圧を前記充電手段に充電するようにしたので、従来技術のようなデジタル的要素の別途部品を使用しなくても、前記オペアンプのオフセット電圧を検出することができる。
【００１５】
また、本発明の初段増幅回路の前記オフセット電圧相殺動作は、前記第１切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記グランド間の接続をＯＦＦし、前記第２切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記充電手段間の接続をＯＦＦすると共に、前記第３切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記オフセット電圧調整手段間の接続をＯＮすることで、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＮすると共に、前記充電手段に充電した直流電圧を前記オフセット電圧調整手段で減衰し、この減衰した直流電圧を前記オペアンプに入力して同オペアンプのオフセット電圧がゼロになるようにしても良い。
【００１６】
従って、本発明の初段増幅回路によれば、前記第１切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記グランド間の接続をＯＦＦし、前記第２切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記充電手段間の接続をＯＦＦすると共に、前記第３切替手段を通じて前記オペアンプ及び前記オフセット電圧調整手段間の接続をＯＮすることで、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＮすると共に、前記充電手段に充電した直流電圧を前記オフセット電圧調整手段で減衰し、この減衰した直流電圧を前記オペアンプに入力して同オペアンプのオフセット電圧がゼロになるようにしたので、従来技術のようなデジタル的要素の別途部品を使用しなくても、オペアンプ自体で同オペアンプのオフセット電圧分をキャンセルすることができる。
【００１７】
また、本発明の初段増幅回路の前記オフセット電圧調整手段は、前記オペアンプの入力側に接続した第１抵抗及び第２抵抗と、前記充電手段に充電した直流電圧を検出し、この直流電圧の出力インピーダンスを下げて出力するバッファアンプと、このバッファアンプと接続すると共に、前記第３切替手段を通じて前記第１抵抗と並列に接続した第３抵抗とを有し、前記第３抵抗は、前記第1抵抗に対してインピーダンスを大きく設定しておき、前記第１抵抗、前記第２抵抗及び前記第３抵抗に応じて前記バッファアンプにて出力インピーダンスを下げた直流電圧を減衰し、この減衰した直流電圧を前記オペアンプに入力するようにしても良い。
【００１８】
従って、本発明の初段増幅回路によれば、前記第３抵抗が前記第１抵抗に対してインピーダンスを大きく設定することになるため、前記第１抵抗、前記第２抵抗及び前記第３抵抗の設定抵抗に応じて前記バッファアンプにて出力インピーダンスを下げた直流電圧を減衰し、この減衰した直流電圧を前記オペアンプに入力するようにしたので、従来技術のようなデジタル的要素の別途部品を使用しなくても、アナログ的要素の部品でオペアンプのオフセット電圧をキャンセルすることができる。
【００１９】
また、本発明の初段増幅回路の前記切替制御手段は、所定タイミング毎にクロック信号を発生するクロック発生手段で構成し、このクロック発生手段にて発生したクロック信号に応じて、前記第１切替手段、前記第２切替手段及び前記第３切替手段を切替制御するようにしても良い。
【００２０】
従って、本発明の初段増幅回路によれば、前記切替制御手段を、所定タイミング毎にクロック信号を発生するクロック発生手段で構成し、このクロック信号で前記第１切替手段、前記第２切替手段及び前記第３切替手段を切替制御するようにしたので、従来技術のようなデジタル的要素を使用しなくても、アナログ的要素で対応することができる。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように構成された本発明の熱電対の初段増幅回路によれば、前記第１切替手段をＯＮ、前記第２切替手段をＯＮ、前記第３切替手段をＯＦＦ制御することで、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＦＦして、前記オペアンプのオフセット電圧を前記充電手段に充電するオフセット電圧検出動作を実行すると共に、前記第１切替手段をＯＦＦ、前記第２切替手段をＯＦＦ、前記第３切替手段をＯＮ制御することで、前記オペアンプに対する前記熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＮして、前記充電手段に充電した直流電圧を前記オフセット電圧調整手段で減衰し、この減衰した直流電圧を前記オペアンプに入力して同オペアンプのオフセット電圧がゼロになるオフセット電圧相殺動作を実行するようにしたので、デジタル的要素のマイコンやデジタル変換器等の別途部品を使用しなくても、オペアンプ自体で同オペアンプのオフセット電圧分をキャンセルすることができ、さらには同オペアンプの出力電圧にはオフセット電圧が残らないため、同出力電圧を他の目的用途に使用することも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の熱電対の初段増幅回路に関わる実施の形態を示す温度測定装置について説明する。図１は本実施の形態を示す温度測定装置内部の概略構成を示すブロック図、図２は本実施の形態を示す温度測定装置の要部である初段増幅回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示す温度測定装置１は、熱電対２の温接点２Ａ側の対象物の現在温度を測定すべく、熱電対２の冷接点２Ｂ側と接続する装置であって、温接点２Ａ及び冷接点２Ｂ間の温度差に応じて直流電圧を発生する直流電圧発生回路１１と、この直流電圧発生回路１１にて発生した直流電圧を所定ゲインで増幅する初段増幅回路１２と、冷接点２Ｂの現在温度に対応した補償電圧を生成する冷接点補償回路１３と、初段増幅回路１２で増幅した直流電圧と冷接点補償回路１３にて生成した補償電圧とを加算する直流電圧加算回路１４と、直流電圧値毎に温接点２Ａの温度を対応付けたテーブルを記憶管理した温接点側記憶部１５と、直流電圧加算回路１４の加算結果である直流電圧値に対応する温度を温接点側記憶部１５内のテーブルから読み出し、この読み出した温度を温接点２Ａの現在温度として検出し、この検出結果を出力する温接点温度測定回路１６とを有している。
【００２４】
温接点側記憶部１５は、直流電圧値毎に温接点２Ａの温度を対応付けたテーブル、すなわち熱電対２の材質に対応した基準熱起電力表を記憶管理しているものである。
【００２５】
冷接点補償回路１３は、冷接点２Ｂの現在温度を検出し、この冷接点２Ｂの現在温度に対応した補償電圧値を読み出し、この読み出した補償電圧値に基づき補償電圧を生成するものである。
【００２６】
また、図２に示す初段増幅回路１２は、直流電圧を所定ゲインに増幅する非反転増幅回路のオペアンプ２１と、直流電圧発生回路１１からの直流電圧をＯＮ／ＯＦＦすべく、オペアンプ２１及びグランド２２間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第１スイッチ（以下、単に第１ＳＷと称する）２３と、オペアンプ２１と接続し、このオペアンプ２１の出力電圧をオフセット電圧として充電するＣＲ回路２４と、オペアンプ２１及びＣＲ回路２４間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第２スイッチ（以下、単に第２ＳＷと称する）２５と、ＣＲ回路２４内部のコンデンサ２４Ａに充電した直流電圧を減衰するオフセット電圧調整部２６と、オフセット電圧調整部２６及びオペアンプ２１間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第３スイッチ（以下、単に第３ＳＷと称する）２７と、オペアンプ２１及び直流電圧加算回路１４間の接続をＯＮ／ＯＦＦする第４スイッチ（以下、単に第４ＳＷと称する）２８と、所定タイミング周期毎にクロック信号を出力するクロック回路２９と、クロック回路２９で出力したクロック信号を反転する反転回路３０とを有している。
【００２７】
オペアンプ２１は、直流電圧発生回路１１と接続するプラス側入力端子２１Ａと、第１抵抗３１及び第２抵抗３２を通じてオペアンプ２１の出力電圧を帰還入力するマイナス側入力端子２１Ｂとを有し、第１ＳＷ２３ＯＦＦ時は、オペアンプ２１及びグランド２２間の接続をＯＦＦすることで直流電圧発生回路１１からの直流電圧をプラス側入力端子２１Ａに入力すると共に、第１ＳＷ２３ＯＮ時は、オペアンプ２１及びグランド２２間の接続をＯＮすることで直流電圧発生回路１１からの直流電圧をプラス側入力端子２１Ａに入力しない構成としている。
【００２８】
ＣＲ回路２４は、コンデンサ２４Ａ及び第４抵抗２４Ｂで構成し、第２ＳＷ２５のＯＮ時にコンデンサ２４Ａ及び第４抵抗２４Ｂを通じてコンデンサ２４Ａにオフセット電圧を充電するものである。尚、第４抵抗２４Ｂは、第２ＳＷ２５の切替時に発生するノイズの除去に効果的である。また、ＣＲ回路２４は、第４抵抗２４Ｂを備えることで、徐々に充放電することで安定した直前のオペアンプ２１のオフセット電圧を検出することができるものである。
【００２９】
オフセット電圧調整部２６は、オペアンプ２１のマイナス側入力端子２１Ｂに接続した第１抵抗３１に並列に接続する第３抵抗３３と、第２ＳＷ２５のＯＦＦ時にＣＲ回路２４のコンデンサ２４Ａに充電した直流電圧を検出し、この直流電圧の出力インピーダンスを下げるボルテージフォロワのバッファアンプ３４とを有している。
【００３０】
クロック回路２９は、所定タイミング周期毎にクロック信号の出力をＯＮ／ＯＦＦ制御することで第１ＳＷ２３、第２ＳＷ２５、第３ＳＷ２７及び第４ＳＷ２８を駆動制御し、クロック信号の出力ＯＮ時は第１ＳＷ２３をＯＮ及び第２ＳＷ２５をＯＮ、第３ＳＷ２７をＯＦＦ、第４ＳＷ２８をＯＦＦにしてオフセット電圧検出動作を実行すると共に、クロック信号の出力ＯＦＦ時は第１ＳＷ２３をＯＦＦ、第２ＳＷ２５をＯＦＦ、第３ＳＷ２７をＯＮ、第４ＳＷ２８をＯＮにしてオフセット電圧キャンセル動作を実行するものである。
【００３１】
尚、請求項記載の熱電対は熱電対２、初段増幅回路は初段増幅回路１２、オペアンプはオペアンプ２１、第１切替手段は第１ＳＷ２３、充電手段はＣＲ回路２４、第２切替手段は第２ＳＷ２５、オフセット電圧調整手段はオフセット電圧調整部２６、第３切替手段は第３ＳＷ２７、切替制御手段はクロック回路２９及び反転回路３０、第１抵抗は第１抵抗３１、第２抵抗は第２抵抗３２、第３抵抗は第３抵抗３３、バッファアンプはバッファアンプ３４に相当するものである。
【００３２】
次に本実施の形態を示す温度測定装置１の動作について説明する。
【００３３】
まず、温度測定装置１内部のオフセット電圧検出動作に関わる初段増幅回路１２の動作について説明する。図３はオフセット電圧検出動作時に関わる初段増幅回路１２の動作状態を示す説明図である。
【００３４】
初段増幅回路１２内部のクロック回路２９は、所定タイミング周期毎にクロック信号を出力ＯＮすることで、図２及び図３に示すように第１ＳＷ２３をＯＮ、第２ＳＷ２５をＯＮ、第３ＳＷ２７をＯＦＦ、第４ＳＷ２８をＯＦＦ制御する。
【００３５】
初段増幅回路１２は、第１ＳＷ２３をＯＮすると、オペアンプ２１及びグランド２２間の接続をＯＮ、第２ＳＷ２５をＯＮすると、オペアンプ２１及びＣＲ回路２４間の接続をＯＮ、第３ＳＷ２７をＯＦＦすると、オペアンプ２１及び第３抵抗３３間の接続をＯＦＦ、第４ＳＷ２８をＯＦＦすると、オペアンプ２１及び直流電圧加算回路１４間の接続をＯＦＦすることになる。
【００３６】
初段増幅回路１２のオペアンプ２１は、第１ＳＷ２３を通じてオペアンプ２１及びグランド２２間の接続をＯＮすると、直流電圧発生回路１１からの直流電圧の入力がＯＦＦすることになるため、同オペアンプ２１の出力電圧はオフセット電圧Ｖｏｓのみが出力することになる。
【００３７】
尚、この際、オペアンプ２１の出力電圧をＶｏｕｔ、オフセット電圧をＶｏｓ、第１抵抗３１（Ｒ１）及び第２抵抗３２（Ｒ２）に流れ込む電流をＩとして、一般式で表すと、（数１）のようになる。
【００３８】
【数１】
2008017015.tif 000003
さらに、ＣＲ回路２４は、第４ＳＷ２８を通じてオペアンプ２１及び直流電圧加算回路１４間の接続をＯＦＦし、第２ＳＷ２５を通じてオペアンプ２１及びＣＲ回路２４間の接続をＯＮすると、オペアンプ２１の出力電圧、すなわちオフセット電圧が充電されることになる。
【００３９】
次にオフセット電圧相殺動作に関わる初段増幅回路１２の動作について説明する。図４はオフセット電圧相殺動作時に関わる初段増幅回路１２の動作状態を示す説明図である。
【００４０】
初段増幅回路１２のクロック回路２９は、クロック信号を出力ＯＦＦすることで、図２及び図４に示すように第１ＳＷ２３をＯＦＦ、第２ＳＷ２５をＯＦＦ、第３ＳＷ２７をＯＮ、第４ＳＷ２８をＯＮ制御する。
【００４１】
初段増幅回路１２は、第１ＳＷ２３をＯＦＦすると、オペアンプ２１及びグランド２２間の接続をＯＦＦ、第２ＳＷ２５をＯＦＦすると、オペアンプ２１及びＣＲ回路２４間の接続をＯＦＦ、第３ＳＷ２７をＯＮすると、オペアンプ２１及び第３抵抗３３間の接続をＯＮ、第４ＳＷ２８をＯＮすると、オペアンプ２１及び直流電圧加算回路１４間の接続をＯＮすることになる。
【００４２】
初段増幅回路１２のオペアンプ２１は、第１ＳＷ２３を通じてオペアンプ２１及びグランド２２間の接続をＯＦＦすると、直流電圧発生回路１１からの直流電圧の入力がＯＮすることになる。
【００４３】
さらに、初段増幅回路１２内のバッファアンプ３４は、第２ＳＷ２５を通じてオペアンプ２１及びＣＲ回路２４間の接続をＯＦＦすると、ＣＲ回路２４内部のコンデンサ２４Ａにて充電した直流電圧を検出し、この直流電圧の出力インピーダンスを下げて同直流電圧を出力する。
【００４４】
さらにオペアンプ２１は、第３ＳＷ２７を通じてオペアンプ２１及び第３抵抗３３間の接続をＯＮすると、バッファアンプ３４にて出力インピーダンスを下げた直流電圧を第３抵抗３３を通じてマイナス側入力端子２１Ｂに入力することになる。
【００４５】
この際、バッファアンプ３４から第３抵抗３３（Ｒ３）に流れる電流をＩ３、この電流Ｉ３から第１抵抗３１（Ｒ１）に流れ込む電流をＩ１及び第２抵抗３２（Ｒ２）に流れ込む電流をＩ２とすると、次式の（数２）のようになる。
【００４６】
【数２】
2008017015.tif 000004
その結果、（数２）で得られた式が成立するように、第３抵抗３３のインピーダンスを第１抵抗３１に対してはるかに大きくするように第１抵抗３１、第２抵抗３２及び第３抵抗３３の抵抗値を設定することで、オペアンプ２１のオフセット電圧を相殺することが可能になる。尚、例えば第１抵抗３１を１ｋΩとした場合、第２抵抗３２及び第３抵抗３３は１ＭΩに設定するものである。
【００４７】
その結果、オペアンプ２１の出力電圧はオフセット電圧分をキャンセルした状態であるため、オペアンプ２１は、直流電圧発生回路１１からの熱電対２の直流電圧を所定ゲインに増幅して第４ＳＷ２８を通じて直流電圧加算回路１４に伝送することになる。
【００４８】
そして、直流電圧加算回路１４は、初段増幅回路１２で増幅した直流電圧と、冷接点補償回路で生成した、冷接点２Ｂの現在温度に対応する補償電圧とを加算し、この加算結果である直流電圧値を温接点温度測定回路１６に伝送する。
【００４９】
温接点温度測定回路１６は、直流電圧加算回路１４の加算結果である直流電圧値に対応した温度を温接点側記憶部１５内のテーブルから読み出し、この読み出した温度を温接点２Ａの現在温度として検出し、この検出結果を出力することになる。
【００５０】
本実施の形態によれば、第１ＳＷ２３をＯＮ、第２ＳＷ２５をＯＮ、第３ＳＷ２７をＯＦＦ、第４ＳＷ２８をＯＦＦ制御することでオペアンプ２１のオフセット電圧をＣＲ回路２４に充電するオフセット電圧検出動作を実行すると共に、第１ＳＷ２３をＯＦＦ、第２ＳＷ２５をＯＦＦ、第３ＳＷ２７をＯＮ、第４ＳＷ２８をＯＮ制御することでＣＲ回路２４のコンデンサ２４Ａに充電した直流電圧をオフセット電圧調整部２６で減衰し、この減衰した電圧をオペアンプ２１に入力して同オペアンプ２１のオフセット電圧がゼロになるオフセット電圧相殺動作を実行するようにしたので、従来技術のようなデジタル的要素のマイコンやデジタル変換器等の別途部品を使用しなくても、オペアンプ２１自体で同オペアンプのオフセット電圧分をキャンセルすることができるため、オペアンプ２１のオフセット電圧の影響を受けることなく、温度測定装置１として温接点２Ａの正確な現在温度を測定することができる。
【００５１】
また、本実施の形態によれば、オペアンプ２１の出力電圧にはオフセット電圧が残らないため、このオペアンプの出力電圧を他の目的用途に使用することも可能である。
【００５２】
また、本実施の形態によれば、第３抵抗３３が第１抵抗３１に対してインピーダンスを大きく設定することになるため、第１抵抗３１、第２抵抗３２及び第３抵抗３３の設定抵抗に応じてバッファアンプ３４にて出力インピーダンスを下げた直流電圧を減衰し、この減衰した直流電圧をオペアンプ２１のマイナス側入力部２１Ｂに入力するようにしたので、従来技術のようなデジタル的要素の別途部品を使用しなくても、アナログ的要素の部品でオペアンプ２１のオフセット電圧をキャンセルすることができる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、所定タイミング毎にクロック信号を発生するクロック回路２９を備え、このクロック信号で第１ＳＷ２３、第２ＳＷ２５、第３ＳＷ２７及び第４ＳＷ２８を切替制御するようにしたので、従来技術のようなデジタル的要素を使用しなくても、アナログ的要素で切替制御することができる。
【００５４】
尚、上記実施の形態においては、初段増幅回路１２内部のオペアンプ２１として非反転増幅回路のオペアンプを例にあげて説明したが、反転増幅回路のオペアンプにしても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
上記のように構成された本発明の熱電対の初段増幅回路によれば、第１切替手段をＯＮ、第２切替手段をＯＮ、第３切替手段をＯＦＦ制御することで、オペアンプに対する熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＦＦして、オペアンプのオフセット電圧を充電手段に充電するオフセット電圧検出動作を実行すると共に、第１切替手段をＯＦＦ、第２切替手段をＯＦＦ、第３切替手段をＯＮ制御することで、オペアンプに対する熱電対で発生した直流電圧の入力をＯＮして、充電手段に充電した直流電圧をオフセット電圧調整手段で減衰し、この減衰した直流電圧をオペアンプに入力して同オペアンプのオフセット電圧がゼロになるオフセット電圧相殺動作を実行するようにしたので、デジタル的要素のマイコンやデジタル変換器等の別途部品を使用しなくても、オペアンプ自体で同オペアンプのオフセット電圧分をキャンセルすることができ、さらには同オペアンプの出力電圧にはオフセット電圧が残らず、同出力電圧を他の目的用途に使用することができるため、例えば熱電対を使用した温度測定装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の熱電対の初段増幅回路に関わる実施の形態を示す温度測定装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態を示す温度測定装置内部の要部である初段増幅回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に関わるオフセット電圧検出動作時に関わる初段増幅回路の動作状態を示す説明図である。
【図４】本実施の形態に関わるオフセット電圧相殺動作時に関わる初段増幅回路の動作状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  温度測定装置
２  熱電対
２Ａ  温接点
１２  初段増幅回路
２１  オペアンプ
２３  第１ＳＷ（第１切替手段）
２４  ＣＲ回路（充電手段）
２５  第２ＳＷ（第２切替手段）
２６  オフセット電圧調整部（オフセット電圧調整手段）
２７  第３ＳＷ（第３切替手段）
２９  クロック回路（切替制御手段）
３０  反転回路（切替制御手段）
３１  第１抵抗
３２  第２抵抗
３３  第３抵抗
３４  バッファアンプ
【図１】
2008017015.tif 000005
【図２】
2008017015.tif 000006
【図３】
2008017015.tif 000007
【図４】
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