(57)【要約】【課題】測温抵抗体の各導線の断線を個別に検出できる測温抵抗体測定回路を提供すること。【解決手段】一端側に２本の導線ｂ，Ｂが接続され他端側に１本の導線Ａが接続された測温抵抗体と、導線ｂに接続された第１の定電流源と、導線Ｂに接続された第２の定電流源と、導線Ａを共通電位点に接続する基準抵抗と、導線Ａと基準抵抗との接続点の電圧を測定する電圧測定手段を備え、  前記第１の定電流源と第２の定電流源の出力電流が異なる値に設定され、前記電圧測定手段の電圧測定値の変化に基づき断線した導線が特定されることを特徴とするもの。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に２本の導線ｂ，Ｂが接続され他端側に１本の導線Ａが接続された測温抵抗体と、導線ｂに接続された第１の定電流源と、導線Ｂに接続された第２の定電流源と、導線Ａを共通電位点に接続する基準抵抗と、導線Ａと基準抵抗との接続点の電圧を測定する電圧測定手段を備え、
前記第１の定電流源と第２の定電流源の出力電流が異なる値に設定され、前記電圧測定手段の電圧測定値の変化に基づき断線した導線が特定されることを特徴とする測温抵抗体測定回路。
【請求項２】
前記電圧測定手段の電圧測定値の変化に応じて選択的に駆動され、断線した導線を可視化表示するアラーム手段を有することを特徴とする請求項１記載の測温抵抗体測定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測温抵抗体測定回路に関し、詳しくは、測温抵抗体のどの導線が断線したのかを的確に識別できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
測温抵抗体は、抵抗体の温度変化による抵抗値の変化に基づいて測定対象の温度を電気的に測定するものであり、各種工場プラントや研究分野における温度センサとして広く用いられている。
【０００３】
図２は、従来の３線式測温抵抗体の使用例を示す回路図である。図２において、抵抗値ＲＴを有する測温抵抗体１の一端には抵抗値ｒＡを有する導線Ａが接続され、他端には抵抗値ｒＢを有する導線Ｂおよび抵抗値ｒｂを有する導線ｂが接続されている。導線Ａには一定の電流ｉを出力する定電流源２が接続され、導線ｂは抵抗値ＲＳを有する基準抵抗体３を介して共通電位点に接続されている。また、測温抵抗体１の各導線Ａ，Ｂ，ｂの端部は演算回路４に接続されている。なお、導線Ａと導線ｂの抵抗値はｒＡ＝ｒｂになるように選定されている。
【０００４】
このような構成において、定電流源２の出力電流ｉは、ｒＡ→ＲＴ→ｒｂ→ＲＳの経路で共通電位点に流れる。演算回路４は十分高い入力インピーダンスを有するものであり、測温抵抗体１の各導線Ａ，Ｂ，ｂの端部電圧ＶＡ，ＶＢ，Ｖｂを測定して測温抵抗体１の抵抗値ＲＴを求めるために以下の演算を行う。
ＲＴ＝（ＶＡ−２ＶＢ＋Ｖｂ）＊ＲＳ／Ｖｂ    （１）
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２４７８５７
【０００６】
ところで、測温抵抗体１は、特許文献１の段落００１４にも記載されているように、測定対象の高温雰囲気や常温から高温までの大きな温度サイクル環境に曝される結果、導線Ａ，Ｂ，ｂや測温抵抗体１の本体が断線して温度測定結果が異常値を示したままになり、温度測定不能状態に陥ることがある。
【０００７】
温度測定不能状態の発生は、測温抵抗体１の温度測定結果に基づいて連続プロセスの温度制御を行うシステムにおいては安定動作を阻害することになり、迅速に検出して異常状態の原因を把握し、対策を講じることが求められる。
【０００８】
図２の回路構成によれば、導線Ａが断線すると端部電圧ＶＡが定電流源２側の電位に振り切れることから導線Ａの断線検出は可能であり、導線ｂが断線すると端部電圧Ｖｂが共通電位点側の電位に振り切れることから導線ｂの断線検出も可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、導線Ｂが断線すると、演算回路４の入力インピーダンスが十分高いことから端部電圧ＶＢは不定になり、導線Ｂの断線を検出することは不可能である。導線Ｂの断線を検出するためには、図２の回路の他に、付加回路や演算処理が必要になる。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に着目したものであり、その目的は、測温抵抗体の各導線の断線を個別に検出できる測温抵抗体測定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】
このような課題を達成するために、請求項１の発明は、
一端側に２本の導線ｂ，Ｂが接続され他端側に１本の導線Ａが接続された測温抵抗体と、導線ｂに接続された第１の定電流源と、導線Ｂに接続された第２の定電流源と、導線Ａを共通電位点に接続する基準抵抗と、導線Ａと基準抵抗との接続点の電圧を測定する電圧測定手段を備え、
前記第１の定電流源と第２の定電流源の出力電流が異なる値に設定され、前記電圧測定手段の電圧測定値の変化に基づき断線した導線が特定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の測温抵抗体測定回路において、
前記電圧測定手段の電圧測定値の変化に応じて選択的に駆動され、断線した導線を可視化表示するアラーム手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
これらにより、電圧測定値の変化から、測温抵抗体の断線した導線を特定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は本発明に基づく実施の形態の具体例を示す回路図であり、図２と共通する部分には同一の符号を付けている。図１と図２の異なる点は、測温抵抗体ＲＴが上下を反対にして演算回路４に接続され、導線ｂには一定の電流４ｉを出力する定電流源２が接続され、導線Ｂには一定の電流ｉを出力する定電流源５が接続され、導線Ａは抵抗値ＲＳを有する基準抵抗体３を介して共通電位点に接続されていることである。
【００１５】
図１において、定電流源２の出力電流４ｉはｒｂ→ＲＴ→ｒＡ→ＲＳの経路で共通電位点に流れ、定電流源５の出力電流ｉはｒＢ→ＲＴ→ｒＡ→ＲＳの経路で共通電位点に流れることから、ＲＴ→ｒＡ→ＲＳの経路には４ｉ＋ｉ＝５ｉの電流が流れることになる。なお、導線Ａと導線Ｂと導線ｂの抵抗値はｒＡ＝ｒＢ＝ｒｂになるように選定されている。
【００１６】
十分高い入力インピーダンスを有する演算回路４は、測温抵抗体１の各導線Ａ，Ｂ，ｂの端部電圧ＶＡ，ＶＢ，Ｖｂを測定して測温抵抗体１の抵抗値ＲＴを求めるために以下の演算を行う。
ＲＴ＝−（ＶＡ−３ＶＢ＋２Ｖｂ）＊ＲＳ／ＶＡ    （２）
【００１７】
ここで、導線Ａの端部電圧ＶＡに着目する。各導線Ａ，Ｂ，ｂが断線していない正常状態ではＶＡ＝５ｉ＊ＲＳで表されるが、各導線Ａ，Ｂ，ｂが個別に断線すると、それぞれの断線に応じて、
１）導線Ａ断線時：ＶＡ＝０
２）導線Ｂ断線時：ＶＡ＝４ｉ＊ＲＳ
３）導線ｂ断線時：ＶＡ＝ｉ＊ＲＳ
のように変化する。
【００１８】
これらから明らかなように、導線Ａの端部電圧ＶＡを測定することによって、その電圧測定値の大きさの変化に基づいて、３本の導線Ａ，Ｂ，ｂのうちいずれの導線が断線したかを的確に特定できる。
【００１９】
なお、演算回路４は、演算増幅器で構成してもよいし、測温抵抗体１の各導線Ａ，Ｂ，ｂの端部電圧ＶＡ，ＶＢ，ＶｂをＡ/Ｄ変換器でデジタル信号に変換した後、ＣＰＵで演算処理するようにしてもよい。
【００２０】
どの導線が断線したかを可視化表示したい場合には、例えば３本の導線に対応する３個のアラームランプを設けておき、導線Ａの端部電圧ＶＡの３段階の変化に応じて各導線に対応するアラームランプを選択的に点灯駆動させればよい。
【００２１】
また、上記実施例では、定電流源２と定電流源５の各出力電流の比を４：１に設定する例を示したが、出力電流の比率はこれに限るものではなく、導線Ａの端部電圧ＶＡの変化に基づいて３本の導線Ａ，Ｂ，ｂのうちいずれの導線が断線したかが識別できれば定電流源２と定電流源５の出力電流が等しくなければよい。
【００２２】
さらに、いずれかの導線が断線したか否かだけが検出できればよくて、断線した導線を特定する必要がない場合には、導線Ａの端部電圧ＶＡがＶＡ＜５ｉ＊ＲＳになっているか否かだけを単純に比較判定するための所定の閾値を有する簡単なコンパレータを設ければよい。
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、測温抵抗体の各導線の断線を個別に検出できる測温抵抗体測定回路が実現でき、各種分野における温度測定に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に基づく実施の形態の具体例を示す回路図である。
【図２】従来の３線式測温抵抗体の使用例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  測温抵抗体
２  第１定電流源
３  基準抵抗体
４  演算回路
５  第２定電流源
【図１】
2008191131.tif 000003
【図２】
2008191131.tif 000004