(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する切断方位がＡＴカットの第１の水晶振動子と、
前記第１の水晶振動子と比較して、発振周波数が温度に対して大きく変化するような温度特性を有する切断方位がＹカットまたはＬＣカットの第２の水晶振動子と、
前記第１の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第１の発振回路と、
前記第２の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第２の発振回路と、
前記第１の発振回路の発振周波数と前記第２の発振回路の発振周波数との差の周波数成分の信号を生成する差分周波数生成回路とを備えた水晶温度計測用プローブにおいて、
経年変化に伴う測定誤差の発生を抑制するために、前記第１の水晶振動子および前記第２の水晶振動子が、同一種類の原材料から切り出され、形状および材料がほぼ同一となるように構成されたことを特徴とする水晶温度計測用プローブ。
【請求項２】
前記差分周波数生成回路により生成された信号を２線式の信号として出力する出力回路をさらに備えた請求項１記載の水晶温度計測用プローブ。
【請求項３】
前記差分周波数生成回路により生成された信号を３線式の信号として出力する出力回路をさらに備えた請求項１記載の水晶温度計測用プローブ。
【請求項４】
発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する切断方位がＡＴカットの第１の水晶振動子と、
前記第１の水晶振動子と比較して、発振周波数が温度に対して大きく変化するような温度特性を有する切断方位がＹカットまたはＬＣカットの複数の第２の水晶振動子と、
前記第１の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第１の発振回路と、
前記複数の第２の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する複数の第２の発振回路と、
前記第１の発振回路の発振周波数と前記複数の第２の発振回路の発振周波数との差の周波数成分の信号をそれぞれ生成する差分周波数生成回路とを備えた水晶温度計測用プローブにおいて、
経年変化に伴う測定誤差の発生を抑制するために、前記第１の水晶振動子および前記複数の第２の水晶振動子が、同一種類の原材料から切り出され、形状および材料がほぼ同一となるように構成されたことを特徴とする水晶温度計測用プローブ。
【請求項５】
前記差分周波数生成回路により生成された複数の信号を２線式の信号として出力する出力回路をさらに備えた請求項４記載の水晶温度計測用プローブ。
【請求項６】
前記差分周波数生成回路により生成された複数の信号を３線式の信号として出力する出力回路をさらに備えた請求項４記載の水晶温度計測用プローブ。
【請求項７】
発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する切断方位がＡＴカットの第１の水晶振動子と、前記第１の水晶振動子と比較して、発振周波数が温度に対して大きく変化するような温度特性を有する切断方位がＹカットまたはＬＣカットの第２の水晶振動子と、前記第１の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第１の発振回路と、前記第２の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第２の発振回路と、前記第１の発振回路の発振周波数と前記第２の発振回路の発振周波数との差の周波数成分の信号を生成する差分周波数生成回路と、前記差分周波数生成回路により生成された信号を出力する出力回路とを備えた水晶温度計測用プローブと、
前記水晶温度計測用プローブから受信した信号の周波数を計測する周波数カウンタと、前記周波数カウンタにより計測された周波数を測定温度に変換する変換手段と、前記変換手段により得られた測定温度を表示する表示器とを備えた計測装置本体部と、
を有する水晶温度計測装置において、
経年変化に伴う測定誤差の発生を抑制するために、前記第１の水晶振動子および前記第２の水晶振動子が、同一種類の原材料から切り出され、形状および材料がほぼ同一となるように構成されたことを特徴とする水晶温度計測装置。
【請求項８】
前記出力回路は、前記差分周波数生成回路により生成された信号を２線式の信号として出力し、
前記周波数カウンタは、前記水晶温度計測用プローブから受信した２線式の信号の周波数を計測する請求項７記載の水晶温度計測装置。
【請求項９】
前記出力回路は、前記差分周波数生成回路により生成された信号を３線式の信号として出力し、
前記周波数カウンタは、前記水晶温度計測用プローブから受信した３線式の信号の周波数を計測する請求項７記載の水晶温度計測装置。
【請求項１０】
発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する切断方位がＡＴカットの第１の水晶振動子と、前記第１の水晶振動子と比較して発振周波数が温度に対して大きく変化するような温度特性を有する切断方位がＹカットまたはＬＣカットの複数の第２の水晶振動子と、前記第１の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第１の発振回路と、前記複数の第２の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する複数の第２の発振回路と、前記第１の発振回路の発振周波数と前記複数の第２の発振回路の発振周波数との差の周波数成分の信号をそれぞれ生成する差分周波数生成回路と、前記差分周波数生成回路により生成された複数の信号を出力する出力回路とを備えた水晶温度計測用プローブと、
前記水晶温度計測用プローブから受信した複数の信号の周波数をそれぞれ計測する周波数カウンタと、前記周波数カウンタにより計測された複数の周波数をそれぞれ測定温度に変換する変換手段と、前記変換手段により得られた複数の測定温度を表示する表示器とを備えた計測装置本体部と、
を有する水晶温度計測装置において、
経年変化に伴う測定誤差の発生を抑制するために、前記第１の水晶振動子および前記複数の第２の水晶振動子が、同一種類の原材料から切り出され、形状および材料がほぼ同一となるように構成されたことを特徴とする水晶温度計測装置。
【請求項１１】
前記出力回路は、前記差分周波数生成回路により生成された複数の信号を２線式の信号として出力し、
前記周波数カウンタは、前記水晶温度計測用プローブから受信した２線式の複数の信号の周波数をそれぞれ計測する請求項１０記載の水晶温度計測装置。
【請求項１２】
前記出力回路は、前記差分周波数生成回路により生成された複数の信号を３線式の信号として出力し、
前記周波数カウンタは、前記水晶温度計測用プローブから受信した３線式の複数の信号の周波数をそれぞれ計測する請求項１０記載の水晶温度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子の発振周波数に基づいて温度を計測するための水晶温度センサ、水晶温度計測用プローブ、水晶温度計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子は、形状等により定まる固有の発振周波数（振動周波数）を有している。この発振周波数は、下記の式により表されることが知られている。
【数１】
0004678892.tif 000002
【０００３】
ここで、各変数は下記のようになっている。
ｆ：固有の発振周波数
ｎ：オーバートーン次数
ｔ：水晶振動子の厚さ
ρ：密度
Ｃij：弾性定数
【０００４】
一般的に水晶振動子は、周波数温度特性が少なく最も安定的な周波数を発生する発振素子として、無線通信機、各種計測器等の周波数源として使用されている。しかし、結晶から切り出す角度である切断角度（切断方位）によっては、温度により発振周波数が大きく変化する特性を有するものがあり、代表的なものとしてＹカット、ＬＣカット等がある。
【０００５】
このような水晶振動子の特性を利用し、温度に対する周波数変化が直線的になるような切断方位の水晶振動子を用いて、水晶振動子の発振周波数を測定することにより温度を測定する温度計測装置が用いられている（例えば、特許文献１、２参照。）。そして、周波数は高い分解能で測定可能なため、このような水晶振動子を用いた温度計測装置によれば、１／１００００℃の分解能というような高い測定精度での温度計測を実現することができる。
【０００６】
しかし、水晶振動子の周波数温度特性は、経年変化により変動する。そして、水晶振動子を用いた温度計測装置では、予め設定した発振周波数と温度との関係に基づいて温度測定を行っているため、水晶振動子の周波数温度特性が変化してしまうと測定結果がずれてしまうことになる。
【０００７】
このような経年変化による周波数温度特性の変化による測定誤差防止のため、通常は定期的にメンテナンスを行って装置の校正を実施することにより、周波数を温度に変換する際の係数を再計算している。
【０００８】
ところで、近年では、地球温暖化等の地球環境の変化が問題になっている。そのため、地殻変動、海水温の変化等を監視して地球環境の変化を長期的に観測するために、上述したような水晶温度計測装置を用いて、地下水、深井戸、地殻熱、深海の海水温度等を測定することが行われている。また、気象・海象観測用として上述したような水晶温度計測装置を太洋上に設置して無人で海水温度を測定するような用途にも用いられる。
【０００９】
ところが、このような場所に水晶温度計測装置を設置した場合、一度設置された装置を取り外すには非常な手間がかかり現実的には不可能なことがある。そのため、水晶温度計測装置を設置後に校正するようなことができず、経年変化により測定精度が劣化することを防止できないという問題が発生する。
【００１０】
また、水晶温度計測装置により深海の海水温度や地殻熱を測定しようとする場合、水晶温度計測用プローブを深海の海底や観測坑内に設置し、海上または地上に設置した計測装置本体部（周波数カウンタ）との間をケーブルにて接続する必要がある。そして、測定環境によっては、このケーブルの長さは数百ｍにも及ぶことがある。このような場合、水晶温度計測用プローブにおいて生成された１０．６ＭＨｚ程度の高周波信号を数百ｍの間ロスなく伝送するためには同軸ケーブル以外の一般計測用ケーブルでは減衰が大きくて使用することができず、従来技術においては同軸ケーブルのみを使用していた。
【００１１】
しかし昨今では、地球環境変化を観測する項目が増加してきており温度以外の様々な測定項目について測定を行うようにシステム化されて統一化されてきている。そのため、このような測定項目を測定するためのシステムにおいては、使用するケーブルについても同様に統一化されてきている。そして、これらのケーブルについては計測用ケーブルが多数を占めている。従って、温度測定を行うためだけに同軸ケーブルが必要となるような水晶温度測定装置の使用は制限されてきており、同軸ケーブル以外のケーブルも使用できるような柔軟で多様性のあるような技術が求められていた。
【００１２】
さらに、従来の水晶温度計測装置では、温度計測用プローブからのセンサ信号周波数が高いため、センサ信号周波数を測定するための周波数カウンタが使用する基準クロック信号についてもより高い分解能、精度を要求される場合は高精度なものを必要として、±１×１０-9（１０ＭＨｚ）のＯＣＸＯ（恒温槽付水晶発振器）やルビジウム周波数標準器を使用する必要があり経済性を悪化させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２３３３９号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このように上記従来技術では、水晶振動子の周波数温度特性が経年変化により変動してしまうと、校正を実施することが困難な場合には、測定温度に誤差が発生してしまうという課題があった。
【００１５】
また、上記従来技術では、水晶温度計測用プローブと計測装置本体部との間の接続に同軸ケーブルを使用する必要があるという課題もあった。
【００１６】
さらに、上記従来技術では、水晶温度計測用プローブからのセンサ周波数信号を測定するための周波数カウンタが使用する基準クロック信号についても高精度なものが必要であるという課題もあった。
【００１７】
本発明の目的は、水晶振動子の発振周波数に基づいて温度測定を行う際に、校正を行うことができない場合でも、経年変化に伴う測定誤差の発生を抑制することが可能な水晶温度センサ、水晶温度計測用プローブ、水晶温度計測装置を提供することである。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、水晶温度計測用プローブと計測装置本体部との間を接続するためのケーブルに、同軸ケーブル以外の多様なケーブルを使用することが可能な水晶温度センサ、水晶温度計測用プローブ、水晶温度計測装置を提供することである。
【００１９】
さらに、本発明の他の目的は、測定精度を落とすことなく、水晶温度計測用プローブからのセンサ周波数信号を測定するための周波数カウンタが使用する基準クロック信号に必要な精度を緩和することが可能な水晶温度センサ、水晶温度計測用プローブ、水晶温度計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
[水晶温度センサ]
本発明の水晶温度センサは、発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する第１の水晶振動子と、
前記第１の水晶振動子と比較して、発振周波数が温度に対して大きく変化するような温度特性を有する第２の水晶振動子とを備えている。
【００２１】
また、本発明の水晶温度センサは、前記第１の水晶振動子および前記第２の水晶振動子を、同一種類の原材料から切り出され、形状および材料がほぼ同一な水晶振動子とするようにしても良い。
【００２２】
さらに、本発明の水晶温度センサは、前記第１の水晶振動子を、切断方位がＡＴカットの水晶振動子とし、前記第２の水晶振動子を、切断方位がＹカットまたはＬＣカットの水晶振動子とするようにしても良い。
【００２３】
[水晶温度計測用プローブ]
本発明の水晶温度計測用プローブは、発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する第１の水晶振動子と、
前記第１の水晶振動子と比較して、発振周波数が温度に対して大きく変化するような温度特性を有する第２の水晶振動子と
前記第１の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第１の発振回路と、
前記第２の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第２の発振回路と、
前記第１の発振回路の発振周波数と前記第２の発振回路の発振周波数との差の周波数成分の信号を生成する差分周波数生成回路とを備えている。
【００２４】
また、本発明の水晶温度計測用プローブは、前記差分周波数生成回路により生成された信号を２線式の信号として出力する出力回路をさらに備えた構成としても良い。
【００２５】
また、本発明の水晶温度計測用プローブは、前記差分周波数生成回路により生成された信号を３線式の信号として出力する出力回路をさらに備えた構成としても良い。
【００２６】
また、本発明の他の水晶温度計測用プローブは、発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する第１の水晶振動子と、
前記第１の水晶振動子と比較して、発振周波数が温度に対して大きく変化するような温度特性を有する複数の第２の水晶振動子と、
前記第１の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第１の発振回路と、
前記複数の第２の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する複数の第２の発振回路と、
前記第１の発振回路の発振周波数と前記複数の第２の発振回路の発振周波数との差の周波数成分の信号をそれぞれ生成する差分周波数生成回路とを備えている。
【００２７】
また、本発明の水晶温度計測用プローブは、前記差分周波数生成回路により生成された複数の信号を２線式の信号として出力する出力回路をさらに備えた構成としても良い。
【００２８】
また、本発明の水晶温度計測用プローブは、前記差分周波数生成回路により生成された複数の信号を３線式の信号として出力する出力回路をさらに備えた構成としても良い。
【００２９】
[水晶温度計測装置]
本発明の水晶温度計測装置は、発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する第１の水晶振動子と、前記第１の水晶振動子と比較して発振周波数が温度に対して大きく変化するような温度特性を有する第２の水晶振動子と、前記第１の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第１の発振回路と、前記第２の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第２の発振回路と、前記第１の発振回路の発振周波数と前記第２の発振回路の発振周波数との差の周波数成分の信号を生成する差分周波数生成回路と、前記差分周波数生成回路により生成された信号を出力する出力回路とを備えた水晶温度計測用プローブと、
前記水晶温度計測用プローブから受信した信号の周波数を計測する周波数カウンタと、前記周波数カウンタにより計測された周波数を測定温度に変換する変換手段と、前記変換手段により得られた測定温度を表示する表示器とを備えた計測装置本体部とを有する。
【００３０】
本発明では、水晶温度計測用プローブにおいて、温度特性が異なる第１および第２の水晶振動子に基づいて生成された信号の差分の周波数の信号が生成され、計測装置本体部では、この差分の周波数に基づいて測定温度が算出される。一般的に水晶振動子は、時間経過に伴い同じような方向に特性変化が起きるため、第１および第２の２つの水晶振動子の発振周波数の差分を取ることにより、特性変化が打ち消される。そのため、本発明によれば、水晶振動子の発振周波数に基づいて温度測定を行う際に、経年変化に伴う測定誤差の発生を抑制することが可能となる。
【００３１】
特に、第１および第２の水晶振動子を、同一種類の原材料から切り出され、形状および材料がほぼ同一な水晶振動子とすることにより、時間経過に伴う特性変化を近づけることが可能となり、経年変化に伴う測定誤差の発生をより効果的に抑制することが可能となる。
【００３２】
また、本発明では、水晶温度計測用プローブから計測装置本体部に伝送される信号の周波数は、第１および第２の水晶振動子の発振周波数と比較して大幅に低い周波数となるため、水晶温度計測用プローブと計測装置本体部との間を接続するためのケーブルを同軸ケーブルのような高周波数帯域での損失が少ないケーブルとする必要が無くなる。そのため、本発明によれば、水晶温度計測用プローブと計測装置本体部との間を接続するためのケーブルを同軸ケーブル以外の一般的なケーブルを使用することが可能になる。
【００３３】
さらに、本発明では、計測装置本体部の周波数カウンタにより測定される水晶温度計測用プローブからのセンサ信号の周波数が低い周波数となるため、温度測定の測定精度を落とすことなく、周波数カウンタが使用する基準クロック信号に必要な精度を緩和することが可能になる。
【００３４】
また、本発明の水晶温度計測装置は、前記水晶温度計測用プローブが、前記差分周波数生成回路により生成された信号を２線式の信号として出力する出力回路をさらに備え、
前記周波数カウンタは、前記水晶温度計測用プローブから受信した２線式の信号の周波数を計測するようにしても良い。
【００３５】
また、本発明の水晶温度計測装置は、前記水晶温度計測用プローブが、前記差分周波数生成回路により生成された信号を３線式の信号として出力する出力回路をさらに備え、
前記周波数カウンタは、前記水晶温度計測用プローブから受信した３線式の信号の周波数を計測するようにしても良い。
【００３６】
また、本発明の他の水晶温度計測装置は、発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する第１の水晶振動子と、前記第１の水晶振動子と比較して発振周波数が温度に対して大きく変化するような温度特性を有する複数の第２の水晶振動子と、前記第１の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する第１の発振回路と、前記複数の第２の水晶振動子を発振素子として用いて特定の発振周波数の信号を生成する複数の第２の発振回路と、前記第１の発振回路の発振周波数と前記複数の第２の発振回路の発振周波数との差の周波数成分の信号をそれぞれ生成する差分周波数生成回路と、前記差分周波数生成回路により生成された複数の信号を出力する出力回路とを備えた水晶温度計測用プローブと、
前記水晶温度計測用プローブから受信した複数の信号の周波数をそれぞれ計測する周波数カウンタと、前記周波数カウンタにより計測された複数の周波数をそれぞれ測定温度に変換する変換手段と、前記変換手段により得られた複数の測定温度を表示する表示器とを備えた計測装置本体部とを有する。
【００３７】
本発明によれば、複数の測定点の温度を測定するような多点計測を行う場合でも、上記で説明したような効果を得ることが可能となる。
【００３８】
また、本発明の水晶温度計測装置は、前記水晶温度計測用プローブが、前記差分周波数生成回路により生成された複数の信号を２線式の信号として出力する出力回路をさらに備え、
前記周波数カウンタは、前記水晶温度計測用プローブから受信した２線式の複数の信号の周波数をそれぞれ計測するようにしても良い。
【００３９】
また、本発明の水晶温度計測装置は、前記水晶温度計測用プローブが、前記差分周波数生成回路により生成された複数の信号を３線式の信号として出力する出力回路をさらに備え、
前記周波数カウンタは、前記水晶温度計測用プローブから受信した３線式の複数の信号の周波数をそれぞれ計測するようにしても良い。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、水晶振動子の発振周波数に基づいて温度測定を行う際に、経年変化に伴う測定誤差の発生を抑制することが可能になるという効果を得ることができる。
【００４１】
また、本発明によれば、水晶温度計測用プローブと計測装置本体部との間を接続するためのケーブルとして同軸ケーブル以外の一般的なケーブルを使用することが可能になるという効果を得ることができる。
【００４２】
さらに、本発明によれば、測定精度を落とすことなく、水晶温度計測用プローブからのセンサ周波数信号を測定するための周波数カウンタが使用する基準クロック信号に必要な精度を緩和することが可能になるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施形態の水晶温度計測装置のシステム構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の水晶温度計測装置の外観を示す図である。
【図３】図１中の水晶温度計測用プローブ１１の構成を示すブロック図である。
【図４】ＡＴカットの水晶振動子とＹカットの水晶振動子の周波数温度特性の一例を示す図である。
【図５】水晶温度センサ４１の構造の一例を示す図である。
【図６】測装置本体部１０との間を同軸ケーブルにより接続する場合に使用される水晶温度計測用プローブ１１ａの構成を示す図である。
【図７】水晶振動子３１（Ｙカット）、水晶振動子３２（ＡＴカット）の発振周波数が温度に基づいてどのように変化するかの一例を説明するための図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の水晶温度計測装置において測定温度を計算するための動作を示すフローチャートである。
【図９】Ｙカットの水晶振動子が時間経過に伴って発振周波数が変化する実際の様子を説明するための図である。
【図１０】水晶振動子３１、３２の発振周波数が経年変化により変動した場合の差分周波数Δｆが変化する様子を説明するための図である。
【図１１】本発明の一実施形態の水晶温度計測装置において測定される水晶温度計測用プローブ１１からのセンサ信号周波数の経年変化の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の水晶温度計測装置における水晶温度計測用プローブ１１１の構成を示し図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の水晶温度計測装置における計測装置本体部１１０の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の水晶温度計測装置により測定された８箇所の測定温度を表示する場合の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
[第１の実施形態]
図１は本発明の第１の実施形態の水晶温度計測装置の構成を示すシステム図である。
【００４６】
本実施形態の水晶温度計測装置は、図１に示されるように、温度を測定しようとする場所に設置される水晶温度計測用プローブ１１と、水晶温度計測用プローブ１１からの信号に基づいて測定温度の算出および表示を行うための計測装置本体部１０と、この水晶温度計測用プローブ１１と計測装置本体部１０との間を接続するための３線式ケーブル１２とから構成されている。
【００４７】
そして、計測装置本体部１０は、図１に示されるように、センサ信号増幅回路１３、１３ａと、センサ用電源回路１４、１４ａと、周波数カウント回路１５と、ＣＰＵ１６と、基準クロック生成回路１７と、表示器１８と、通信インタフェース（ＩＦ）回路１９と、記憶装置２０と、３線式接続端子２１と、ＢＮＣコネクタ２２とを備えている。
【００４８】
水晶温度計測用プローブ１１との間を接続している３線式ケーブル１２は、計測装置本体部１０の３線式接続端子２１に接続されている。この３線式接続端子２１は、信号出力、コモン線、センサ電源の３線を接続する構成となっている。
【００４９】
なお、ＢＮＣコネクタ２２は、水晶温度計測用プローブ１１と計測装置本体部１０との間を同軸ケーブルにより接続する際に使用するものである。本実施形態の水晶振動子温度計測装置は、水晶温度計測用プローブ１１と計測装置本体部１０との間を３線式ケーブルおよび同軸ケーブルのどちらのケーブルでも接続できるような構成となっている。
【００５０】
センサ信号増幅器回路１３、１３ａは、それぞれ、３線式接続端子２１からの信号出力またはＢＮＣコネクタ２２からの信号出力を増幅して周波数カウント回路１５に出力する。このセンサ信号増幅器回路１３、１３ａにおいて増幅される信号の周波数Δｆについては、３５ｋＨｚ／２５℃の周波数となっている。この信号出力については後述する。なお、ここで「／２５℃」という標記は、測定温度が２５℃の場合の周波数であることを意味している。
【００５１】
センサ用電源回路１４、１４ａは、それぞれ、水晶温度計測用プローブ１１において使用されるセンサ電源を供給するための回路である。本実施形態においては一例として、センサ用電源回路１４は、５Ｖの電源を、センサ電源として３線式接続端子２１を介して水晶温度計測用プローブ１１に供給している。なお、センサ用電源回路１４ａは、ＢＮＣコネクタ２２の信号線にセンサ電源を供給し、このセンサ電源は、同軸ケーブルの信号線に重畳されて水晶温度計測用プローブに伝送される。
【００５２】
周波数カウント回路１５は、水晶温度計測用プローブ１１から受信し、センサ信号増幅回路１３、１３ａにおいて増幅された信号の周波数を計測する周波数カウンタとして動作する。
【００５３】
ＣＰＵ１６は、周波数カウント回路１５により計測された周波数を測定温度に変換する変換手段として機能する。計測された周波数を測定温度に変換する具体的方法については後述する。そして、ＣＰＵ１６は、得られた測定温度を表示器１８に表示させたり、通信ＩＦ回路１９を介して外部に出力する。また、ＣＰＵ１６は、得られた測定温度を記憶装置２０に記憶するようにしてもよい。
【００５４】
基準クロック生成回路１７は、例えば、１０ＭＨｚのクロック信号を生成して周波数カウント回路１５やＣＰＵ１６に動作クロックとして供給する。
【００５５】
このように構成される本実施形態の水晶温度計測装置の外観を図２に示す。図２に示した例では、計測装置本体部１０の外部にはパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと称する。）４０が接続されている場合が示されている。図２に示されるように、本実施形態の水晶温度計測装置では、計測装置本体部１０は、３線式ケーブル１２を介して水晶温度計測用プローブ１１に接続されるとともに、パソコン４０と、例えば、ＲＳ２３２Ｃケーブル等により接続されている。そして、計測装置本体部１０では、測定温度が表示器１８上に表示されている。
【００５６】
次に、図１に示した水晶温度計測用プローブ１１の構成を、図３を参照して説明する。
水晶温度計測用プローブ１１は、図３に示されるように、水晶温度センサ４１と、水晶発振回路３３、３４と、差分周波数生成回路３５と、３線式出力回路３６とを備えている。また、水晶温度センサ４１は、水晶振動子３１および水晶振動子３２とを有している。
【００５７】
水晶振動子３２は、発振周波数が温度に依存しないような温度特性、つまり発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する水晶振動子であり、例えば、切断方位がＡＴカットの水晶振動子である。
【００５８】
また、水晶振動子３１は、発振周波数が温度に依存するような温度特性、つまり水晶振動子３２と比較して発振周波数が温度に対して大きく変化するような温度特性を有する水晶振動子であり、本実施形態では切断方位がＹカットの水晶振動子を用いて説明する。また、発振周波数が温度に依存するような温度特性を有する水晶振動子であれば同様に使用可能であり、このような他の具体例としては、切断方位がＬＣカットの水晶振動子をあげることができる。
【００５９】
水晶振動子は、結晶から切り出す角度である切断方位（切断角度）により周波数温度特性が変わってくる。このような切断方位としては、ＡＴカット、ＢＴカット、ＣＴカット、ＳＣカット、ＬＣカット、Ｙカットというような様々なカット名が付けられている。そして、水晶振動子は、この切断方位に応じて様々な周波数温度特性を有している。
【００６０】
例えば、温度変化に対して周波数安定性が高いとして広く利用されているＡＴカットの水晶振動子と、温度変化に対して周波数が大きく変化するＹカットの水晶振動子の周波数温度特性の一例を図４に示す。この図４では、水晶振動子の発振周波数をｆ、温度変化に対する周波数変動分をΔｆとしている。
【００６１】
この図４を参照すると分かるように、Ｙカットの水晶振動子の発振周波数は、温度変化に対してほぼ直線的に変化しているのに対して、ＡＴカットの水晶振動子の発振周波数は、ある狭い範囲内であれば温度変化に対してほぼ変化しておらず一定であることがわかる。
【００６２】
また、水晶振動子３１、３２は、同一種類（グレード）の原材料から切り出され、形状、材料、サイズがほぼ同一となるように構成されている。また、水晶振動子３１、３２は、できるだけ同一の製造方法・工程により作成されている。これは、水晶振動子３１、３２は、周波数温度特性以外の経年変化特性については同様な性質となることが好ましいからである。この理由については、後段で詳述する。
【００６３】
そして、水晶発振回路３３は、水晶振動子３１を発振素子として用いて、１０．５９５ＭＨｚ／２５℃（ｆ（Ｙ））の信号を生成する。また、水晶発振回路３４は、水晶振動子３２を発振素子として用いて１０．５６ＭＨｚ／２５℃（ｆ（ＡＴ））の信号を生成する。
【００６４】
差分周波数生成回路３５は、水晶発振回路３３の発振周波数１０．５９５ＭＨｚ／２５℃と、水晶発振回路３４の発振周波数１０．５６ＭＨｚ／２５℃との差の周波数成分３５ｋＨｚ／２５℃（Δｆ）の信号を生成する。
【００６５】
そして、３線式出力回路３６は、差分周波数生成回路３５により生成された３５ｋＨｚの信号を計測装置本体部１０に対して３線式の信号として出力するとともに、計測装置本体部１０から供給されてきた５Ｖのセンサ電源を水晶発振回路３３、３４や差分周波数生成回路３５等に供給する
【００６６】
なお、水晶振動子３１と水晶振動子３２を有する水晶温度センサ４１は、水晶温度計測用プローブ１１の先端に設けられており、この水晶温度センサ４１の構造の一例を図５に示す。図５を参照すると、水晶振動子３１、３２は、温度を測定しようとする場所に対して同じような位置関係となるように保持されているのが分かる。
【００６７】
次に、計測装置本体部１０との間を同軸ケーブルにより接続する場合に使用される水晶温度計測用プローブ１１ａの構成を図６に示す。この水晶温度計測用プローブ１１ａは、図３に示した３線式ケーブル用の水晶温度計測用プローブ１１に対して、３線式出力回路３６を２線式出力回路３６ａに置き換えた点のみが異なっている。
【００６８】
２線式出力回路３６ａは、差分周波数生成回路３５により生成された３５ｋＨｚの信号を計測装置本体部１０に対して同軸ケーブルを介して出力するとともに、計測装置本体部１０から同軸ケーブルの信号線に重畳されて供給されてきた５Ｖのセンサ電源を水晶発振回路３３、３４や差分周波数生成回路３５等に供給する。
【００６９】
この図６に示した水晶温度計測用プローブ１１ａを使用する場合、水晶温度計測用プローブ１１ａと計測装置本体部１０との間は同軸ケーブルにより接続され、この同軸ケーブルは計測装置本体部１０側ではＢＮＣコネクタ２２に接続される。
【００７０】
なお、本実施形態の水晶温度計測装置では、水晶温度計測用プローブと計測装置本体部１０との間で伝送される信号は３５ｋＨｚ／２５℃程度と低い周波数であるため、同軸ケーブルを使用せずに３線式の一般的なケーブルを使用可能であるが、同軸ケーブルを使用することにより外部からのノイズ等が信号出力に混入することを防止してより高精度な温度測定を実現することができる。
【００７１】
次に、本実施形態の水晶温度計測装置により温度測定を行う際の動作を詳細に説明する。
先ず、水晶温度センサ４１内に設置された水晶振動子３１（Ｙカット）、水晶振動子３２（ＡＴカット）の発振周波数が温度に基づいてどのように変化するかの一例を図７に示す。
【００７２】
図７を参照すると、Ｙカットの水晶振動子３１の発振周波数ｆ（Ｙ）は、温度が０℃、２０℃、・・・・、８０℃と変化するのに伴い、１０,５７０,０３１Ｈｚ、１０,５８８,９２４Ｈｚ、・・・・、１０,６４９,９１４Ｈｚというように大きく変化しているのが分かる。これに対して、ＡＴカットの水晶振動子３２の発振周波数ｆ（ＡＴ）は、温度が０℃、２０℃、・・・・、８０℃と変化しているにもかかわらず、１０,５５８,２５８Ｈｚ、１０,５５８,２６５Ｈｚ、・・・・、１０,５５８,３８７Ｈｚというようにあまり変化していないことが分かる。
【００７３】
そのため、水晶振動子３１の発振周波数ｆ（Ｙ）と水晶振動子３２の発振周波数ｆ（ＡＴ）の差分の周波数Δｆ（ｆ（Ｙ）−ｆ（ＡＴ））は、ほぼ水晶振動子３１の発振周波数が変化した分と等しくなっていることがわかる。
【００７４】
次に、計測装置本体部１０において水晶温度計測用プローブ１１から伝送されてきた周波数Δｆに基づいて、測定温度を算出する具体的な方法について説明する。
【００７５】
ただし、先ず最初にＹカットの水晶振動子単独で温度測定を行う従来の水晶温度計測装置において、計測された周波数に基づいて測定温度を算出する場合の計算方法について説明を行なう。この計算を行う場合、下記の式（１）に示す計算式を用いる。
【００７６】
ｆT−ｆ0＝ｆ0（ＡＴ＋ＢＴ2＋ＣＴ3）・・・・（１）
【００７７】
ここで、各変数は下記のようになっている。
Ｔ：測定温度
ｆT：測定温度Ｔに対する発振周波数
ｆ0：基準温度の発振周波数
Ａ：センサ係数（１次関数）
Ｂ：センサ係数（２次関数）
Ｃ：センサ係数（３次関数）
【００７８】
温度測定の前提として、水晶温度センサは個々の温度特性が異なるため、予め温度測定範囲、校正点数・温度を確認して水晶温度計測装置で校正作業（温度槽内で基準温度計を用いて水晶温度プローブの温度に対する周波数の確認）を行い、基準温度の発振周波数ｆ0、センサ係数Ａ、Ｂ、Ｃを求めておく。
【００７９】
そして、実際の温度測定の際には、ｆTが与えられた場合、予め決定されていたｆ0、Ａ、Ｂ、Ｃと上記の式（１）を用いて測定温度Ｔを算出することができる。
【００８０】
次に、本実施形態の水晶温度計測装置において、得られた周波数Δｆから測定温度を算出する際の計算方法について説明する。本実施形態の水晶温度計測装置の計測装置本体部１０におけるＣＰＵ１６では、Ｙカットの水晶振動子単独で温度測定を行った場合と計算方法を共用するため、実際には周波数カウント回路１５により得られた周波数Δｆに１０．５６ＭＨｚを加算して、得られた周波数に基づいて上記で説明した式（１）を用いて測定温度を算出している。
【００８１】
そのため、以下の説明では、周波数カウント回路１５により得られた周波数Δｆに１０．５６ＭＨｚを加算して測定温度を算出する場合を用いて説明するが、本発明はこのような場合に限定されるものではない。得られた周波数Δｆを用いて直接測定温度を算出場合でも同様に本発明は適用可能である。
【００８２】
この本実施形態の水晶温度計測装置において測定温度を計算するための動作を図８のフローチャートに示す。
先ず、計測装置本体部１０では、水晶温度計測用プローブ１１から伝送されてきた信号の周波数Δｆが周波数カウント回路１５において測定される（ステップＳ１０１）。
【００８３】
すると、ＣＰＵ１６では、測定された周波数に対して１０．５６ＭＨｚを加算し（ステップＳ１０２）、得られた周波数ｆTと上記で示した式（１）を用いて測定温度Ｔを算出する（ステップＳ１０３）。
【００８４】
そして、ＣＰＵ１６は、得られた測定温度を表示器１８に表示して温度表示を更新したり、外部に接続されたパソコン４０等に測定温度を出力したり、記憶装置２０に測定温度を記憶させる等の処理を実行する（ステップＳ１０４）。そして、測定が終了していなければ、このステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理が繰り返される（ステップＳ１０５）。
【００８５】
次に、本実施形態の水晶温度計測装置が、１つの水晶振動子のみで温度測定を行っていた従来の水晶温度計測装置に対して有利な点を以下において説明する。
【００８６】
先ず、Ｙカットの水晶振動子の発振周波数が、時間経過に伴って変化する実際の様子を図９を参照して説明する。
【００８７】
この図９に示した測定データは、実際の測定機関により同一の水晶振動子の発振周波数の変化を測定した結果を示すものである。この結果を参照すると、平成１３年１月１９日から平成２０年３月１７日の約７年の時間経過に伴い、発振周波数が１０,５７０,０７９Ｈｚから１０,５７０,０３２Ｈｚに変化していることが分かる。つまり、周波数としては−４７Ｈｚ、割合として−４．４５ｐｐｍ（−４７Ｈｚ／１０,５７０,０７９Ｈｚ）変化していることがわかる。
【００８８】
つまり、おおよそ１年間に−０．６４ｐｐｍ（−４．４５ｐｐｍ／７年）だけ経年変化が発生しているということができる。なお、図９を参照すると、平成１７年１２月２２日時点においても既に発振周波数は１０,５７０,０３１Ｈｚとなっているため、最初の約４年間に着目した場合には、おおよそ−１ｐｐｍ／年程度の経年変化であると言うことができる。
【００８９】
そして、本実施形態の水晶温度計測装置におけるＹカットの水晶振動子３１およびＡＴカットの水晶振動子３２は、上述したように、切断方位以外のサイズ、形状、原材料、製造方法・工程については同じとなるように構成されている。
【００９０】
そのため、ＡＴカットの水晶振動子における経年変化についても、Ｙカットの水晶振動子の場合と同様な性質を有しているものと考えられる。つまり、Ｙカットの水晶振動子の発振周波数が経年変化で減少しているのに、切断方位以外の特性がほぼ同様なＡＴカットの水晶振動子の発振周波数が経年変化で増加しているようなことは通常考えられない。
【００９１】
以上のような理由により、Ｙカットの水晶振動子の発振周波数とＡＴカットの水晶振動子の発振周波数は、経年変化により同じ方向で変化するものと考えられる。
【００９２】
次に、本実施形態の水晶温度計測装置において、水晶振動子３１、３２の発振周波数が経年変化により変動した場合の差分周波数Δｆがどのように変化するかを図１０を参照して説明する。なお、図１０は、説明を簡単にするために仮想的な数字を示すものであり実際の周波数変化を測定したものではない。そのため、図１０に示した例では、水晶振動子３１の最初の発振周波数を１０,５９５,０００Ｈｚとし、水晶振動子３２の最初の発振周波数を１０,５６０,０００Ｈｚとして説明を行なう。
【００９３】
先ず、水晶振動子３１、３２の発振周波数が経年変化により共に−１ｐｐｍ変動した場合の差分周波数Δｆがどのように変化するかを図１０（Ａ）に示す。
【００９４】
この場合、水晶振動子３１の発振周波数は、１０,５９４,９８９Ｈｚに変化し、水晶振動子３２の発振周波数は、１０,５５９,９８９Ｈｚに変化する。しかし、これらの差分の周波数Δｆは、１０,５９４,９８９Ｈｚ−１０,５５９,９８９Ｈｚ＝３５,００Ｈｚとなる。つまり、水晶振動子３１、３２が共に同じだけ経年変化したとしても差分の周波数をとることにより変化分が打ち消しあい、経年変化は測定温度に影響を及ぼさないことが分かる。
【００９５】
ただし、水晶振動子３１、３２が共に全く同じだけ変化するわけではないため、水晶振動子３１の発振周波数が経年変化により−１ｐｐｍ変動し、水晶振動子３２の発振周波数が経年変化により−０．５ｐｐｍ変動した場合の例を図１０（Ｂ）に示す。
【００９６】
この場合、水晶振動子３１の発振周波数は、１０,５９４,９８９Ｈｚに変化し、水晶振動子３２の発振周波数は、１０,５５９,９９５Ｈｚに変化する。しかし、これらの差分の周波数Δｆは、１０,５９４,９８９Ｈｚ−１０,５５９,９９５Ｈｚ＝３４,９９４Ｈｚとなる。つまり、水晶振動子３１、３２が異なる量経年変化したとしても、同じ方向に変化していれば、差分の周波数をとることにより変化分のうちの一部が打ち消しあい、経年変化の測定温度に対する影響が軽減されることが分かる。具体的には、水晶振動子３１の発振周波数が−１ｐｐｍ変化しているにもかかわらず、差分の周波数は−０．５ｐｐｍ（−１ｐｐｍ−０．５ｐｐｍ）しか変化しておらず、Ｙカットの水晶振動子単独で温度測定した場合と比較して、経年変化による測定誤差が半分になることが分かる。
【００９７】
なお、本実施形態の水晶温度計測装置において測定される水晶温度計測用プローブ１１からのセンサ信号周波数の経年変化の一例を図１１に示す。
【００９８】
この図１１に示した一例では、同一の水晶温度計測用プローブを用いて、平成２１年１月２３日と平成２２年２月１９日という約１年間の経過前後におけるセンサ信号周波数を測定した結果が示されている。なお、この測定結果は、株式会社  東亜計器製作所において行われた測定結果であり、水の三重点における温度０．０１℃を標準温度として測定されたものである。なお、この図１１において括弧内の数字は、センサ信号周波数に対して１０,５６０,０００Ｈｚを加算した後の値である。
【００９９】
この図１１の測定結果を参照すると、１年間の時間経過により、センサ信号周波数は１７,８３２Ｈｚから１７,８３０Ｈｚに２Ｈｚしか変化していないことが分かる。つまり、Ｙカットの水晶振動子単独で温度測定を行っていた従来の水晶温度計測装置と比較すると、１年間における経年変化を０．１８９ｐｐｍ（２／１０,５７７,８３２）にまで抑制できていることが分かる。
【０１００】
このように本実施形態の水晶温度計測装置によれば、経年変化の特性が同じになるように構成された２つの水晶振動子３１、３２の差分の周波数に基づいて測定温度の算出を行っているため、水晶振動子の発振周波数に基づいて温度測定を行う際に経年変化に伴い水晶振動子の発振周波数が変化した場合でも、測定誤差の発生を抑制することが可能になる。
【０１０１】
また、本実施形態の水晶温度計測装置では、水晶温度計測用プローブ１１において水晶振動子３１、３２の差分の周波数を求め、この周波数の信号を計測装置本体部１０に転送して測定温度の算出を行っている。そのため、本実施形態の水晶温度計測装置によれば、水晶温度計測用プローブ１１と計測装置本体部１０との間で伝送される信号の周波数を３５ｋＨｚ程度の低い周波数の信号となり、水晶温度計測用プローブ１１と計測装置本体部１０との間を接続するためのケーブルとして同軸ケーブルを使用しなくてもすむようになる。
【０１０２】
さらに、本実施形態の水晶温度計測装置では計測装置本体部１０において、１０．５６ＭＨｚ／２５℃のような高い周波数の信号をカウントする必要がなくなり、３５ｋＨｚ／２５℃という低い周波数の信号をカウントするだけで良くなる。そのため、周波数カウント回路１５として高周波を測定可能な高分解能の回路を使用する必要がなくなり回路構成を簡易にすることにより装置のコストダウンを図ることも可能となる。
【０１０３】
つまり、本実施形態の水晶温度計測装置では、センサ信号周波数が従来の水晶温度計測装置におけるセンサ信号周波数と比較して２桁程度低くなるため、（１０,５９５．０００ｋＨｚ／２５℃から３５．０００ｋＨｚ／２５℃）、水晶温度計測装置の経済性を向上させることが可能となる。また、周波数カウント回路１５の基準クロック信号の温度特性も２桁低くなったものが使用可能となる。具体的には、基準クロック生成回路１７として、例えば今まで±１×１０-9（１０ＭＨｚ）のＯＣＸＯ（恒温槽付水晶発振器）やルビジウム周波数標準器を使用していたものが、±１×１０-7（１０ＭＨｚ）のＴＣＸＯ（温度補償型水晶発振器）を使用可能となる。その結果、深海等の特別な場所で長期的に従来よりもまして高精度・高分解能の温度計測が可能となる。
【０１０４】
なお、本実施形態の水晶温度計測装置では、ＡＴカットの水晶振動子３２の発振周波数が変化しない温度範囲でないと高精度の温度測定ができないため、単独の水晶振動子を用いて温度測定を行う場合と比較して測定可能な温度範囲が狭くなってしまう。しかし、海水温、地殻熱、地下水の温度等の測定を行う場合、変化する温度範囲は限定されるため、測定可能な温度範囲が多少狭くなっても大きな問題とはならない。
【０１０５】
[第２の実施形態]
次に、本発明の第２の実施形態の水晶温度計測装置について説明する。
上記で説明した第１の実施形態の水晶温度計測装置は、１箇所の温度を測定するための装置であったが、本実施形態の水晶温度計測装置は、複数個所の温度を同時に測定するための多点測定用の水晶温度計測装置に対して本発明を適用した場合である。
【０１０６】
図１２に本実施形態の水晶温度計測装置における水晶温度計測用プローブ１１１の構成を示し、図１３に計測装置本体部１１０の構成を示す。本実施形態の水晶温度計測装置は、８箇所の温度を測定することが可能な構成の測定装置の例である。
【０１０７】
本実施形態の水晶温度計測装置における水晶温度計測用プローブ１１１は、図１２に示されるように、Ｙカットの８個の水晶振動子３１1〜３１8と、ＡＴカットの１つの水晶振動子３２と、水晶発振回路３４と、８つの水晶発振回路３３1〜３３8と、差分周波数生成回路１３５と、出力回路１３６とを備えている。
【０１０８】
水晶発振回路３４は、水晶振動子３２を発振素子として用いて１０．５６ＭＨｚ／２５℃（ｆ（ＡＴ））の信号を生成する。
【０１０９】
水晶発振回路３３1〜３３8は、それぞれ、水晶振動子３１1〜３１8を発振素子として用いて１０．５９５ＭＨｚ／２５℃（ｆ（Ｙ１）〜ｆ（Ｙ８））の信号を生成する。
【０１１０】
差分周波数回路１３５は、水晶発振回路３３1〜３３8の発振周波数１０．５９５ＭＨｚ／２５℃（ｆ（Ｙ１）〜ｆ（Ｙ８））と、水晶発振回路３４の発振周波数１０．５６ＭＨｚ／２５℃との差の周波数成分３５ｋＨｚ／２５℃（Δｆ１〜Δｆ８）の信号をそれぞれ生成する。
【０１１１】
つまり、Δｆ１＝ｆ（Ｙ１）−f（ＡＴ）、Δｆ２＝ｆ（Ｙ２）−f（ＡＴ）、・・・・、Δｆ８＝ｆ（Ｙ８）−f（ＡＴ）となっている。
【０１１２】
そして、この８つの差分周波数（Δｆ１〜Δｆ８）は、出力回路１３６により計測装置本体部１１０に伝送される。
【０１１３】
本実施形態の計測装置本体部１１０は、切換スイッチ（ＳＷ）回路９１を備えている以外の構成は、図１に示した第１の実施形態における計測装置本体部１０と同様であるため、その説明は省略する。
【０１１４】
本実施形態における切換スイッチ（ＳＷ）回路９１は、水晶温度計測用プローブ１１１から転送されてきた８つの差分周波数（Δｆ１〜Δｆ８）を順次切り換えてセンサ信号増幅回路１３に出力する。そのため、ＣＰＵ１６では、８箇所における測定温度を順次算出することが可能となる。
【０１１５】
このようにして測定された８箇所の測定温度を表示する場合の一例を図１４に示す。図１４に示した表示例は、計測装置本体部１１０の外部に接続されたパソコンの表示画面上に８箇所の測定温度を表示した場合の例である。このように本実施形態の水晶温度計測装置によれば、同時刻で測定された８箇所の温度を一覧で確認することが可能となる。
【０１１６】
[変形例]
上記実施形態では、測定対象箇所に設置する水晶温度計測用プローブと計測装置本体部との間を３線式ケーブルや同軸ケーブルで接続する場合を用いて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、水晶温度計測用プローブと計測装置本体部との間を無線回線により接続して、ケーブルを用いることなく差分周波数Δｆを無線通信により伝送するような場合でも同様に適用することができるものである。
【符号の説明】
【０１１７】
１０    計測装置本体部
１１、１１ａ    水晶温度計測用プローブ
１２    ３線式ケーブル
１３、１３ａ    センサ信号増幅回路
１４、１４ａ    センサ用電源回路
１５    周波数カウント回路
１６    ＣＰＵ
１７    基準クロック生成回路
１８    表示器
１９    通信インタフェース（ＩＦ）回路
２０    記憶装置
２１    ３線式接続端子
２２    ＢＮＣコネクタ
３１、３１1〜３１8    水晶振動子（Ｙカット）
３２    水晶振動子（ＡＴカット）
３３、３３1〜３３8    水晶発振回路
３４    水晶発振回路
３５    差分周波数生成回路
３６    ３線式出力回路
３６ａ    ２線式出力回路
４０    パーソナルコンピュータ
４１    水晶温度センサ
９１    切換スイッチ（ＳＷ）回路
１１１    水晶温度計測用プローブ
１３５    差分周波数生成回路
１３６    出力回路
【要約】
【課題】水晶振動子の発振周波数に基づいて温度測定を行う際の経年変化に伴う測定誤差の発生を抑制する。水晶温度計測用プローブと計測装置本体部との間を接続するためのケーブルに同軸ケーブル以外の多様なケーブルを使用可能とする。測定精度を落とすことなく、センサ周波数信号を測定するための周波数カウンタが使用する基準クロック信号の必要精度を緩和する。
【解決手段】水晶振動子３１（Ｙカット）は、発振周波数が温度に対して大きく変化する温度特性を有し、水晶振動子３２（ＡＴカット）は、発振周波数が温度に対して安定的な温度特性を有する。水晶振動子３１、３２は、同一種類の原材料から切り出され、形状、材料、サイズがほぼ同一となるように構成されている。差分周波数生成回路３５は、水晶発振回路３３、３４の発振周波数の差の周波数成分（３５ｋＨｚ）の信号を生成し、この信号は計測装置本体部に出力されて測定温度が算出される。
【選択図】図３【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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