(57)【要約】【課題】正確な熱電対値を求めることができる安価な熱電対検出回路を提供する。【解決手段】熱電対入力端子と、該熱電対入力端子からの信号を増幅するオペアンプと、該オペアンプの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路とを備えた熱電対検出回路において、該熱電対検出回路の内部素子の温度ドリフト及びオフセット電圧を補正する補正用ダミー回路を前記オペアンプの入力側に設けた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電対入力端子と、該熱電対入力端子からの信号を増幅するオペアンプと、該オペアンプの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路とを備えた熱電対検出回路において、
該熱電対検出回路の内部素子の温度ドリフト及びオフセット電圧を補正する補正用ダミー回路を前記オペアンプの入力側に設けたことを特徴とする熱電対検出回路。
【請求項２】
前記補正用ダミー回路は予め値の判っている基準電圧を発生する回路であることを特徴とする請求項１記載の熱電対検出回路。
【請求項３】
前記基準電圧として接地電圧を用いることを特徴とする請求項２記載の熱電対検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電対検出回路の内部素子の温度ドリフト及びオフセット電圧の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱起電力の値は、１℃あたり約４０μＶと微弱電圧であるため、従来の熱電対入力回路では、Ａ／Ｄ変換をするまでには、高いゲインをかける必要があり、広範囲の周囲温度の環境下で使用される機器において、正確な熱起電力を検出するためには、ボリウム抵抗による調整及び低温度ドリフトを有する高精度な抵抗やオペアンプなど高価な部品が必要であった（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
図３は、従来の典型的な熱電対検出回路例を示している。
図において、３１はマルチプレクサであり、複数の熱電対信号をスイッチで切り替えて選択している。３２はゲイン３１用のオペアンプであり、高精度抵抗と高精度オペアンプで構成されている。３３は、マイナスオフセット電圧を足し込むための足し算とゲイン３２のオペアンプである。３４は、マイナスオフセット電圧を調整するためのボリウム抵抗である。
図３の伝達関数は下記の（式１）となる。
V0=[(Vin)×Gain1+Offset1+Vdrift1×Gain1]×Gain2+Vbias×
Gain3+Offset2+Vdrift2×Gain2    ・・・・・・・・・（式１）
式１から、誤差の要因としては、
（１）ゲイン抵抗の初期誤差及び温度ドリフト、
（２）オペアンプのオフセット電圧誤差および温度ドリフト
が挙げられる。
ゲイン抵抗の抵抗初期誤差とオペアンプのオフセット電圧誤差は、調整用ボリウム抵抗３４にて吸収させることができ、ゲイン抵抗の温度ドリフトについては、低温度ドリフトの高精度抵抗を使用することで、同じくオペアンプの温度ドリフトについては、低温度ドリフトのオペアンプを使用することで対処していた。
【特許文献１】特開２００１−２７２２４９号公報
【特許文献２】特開２００１−２４２０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、ボリウム抵抗による調整と、低温度ドリフトを有する高価な高精度抵抗と、同じく低温度ドリフトを有する高価なオペアンプを使用しなければ、正確な熱起電力を検出することができないという欠点があった。
各素子の温度ドリフトについては、回路自身の温度をふらせて温度補正をかける方法もあるが、実機全数にこの方法をとるのは現実的ではなく、工数もかかるという問題があった。
本発明はこのような様々な問題点に鑑みてなされたものであり、正確な熱電対値を求めることができる安価な熱電対検出回路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】
【０００５】
上記問題を解決するため、請求項１記載の熱電対検出回路の発明は、熱電対入力端子と、該熱電対入力端子からの信号を増幅するオペアンプと、該オペアンプの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路とを備えた熱電対検出回路において、該熱電対検出回路の内部素子の温度ドリフト及びオフセット電圧を補正する補正用ダミー回路を前記オペアンプの入力側に設けたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の熱電対検出回路において、前記補正用ダミー回路は予め値の判っている基準電圧を発生する回路であることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の熱電対検出回路において、前記基準電圧として接地電圧を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
以上のような構成になっているため、熱電対検出回路に追加された補正用ダミー回路を用い、これの基準電位（ＧＮＤレベル）を測定することにより、使用されているオペアンプのオフセット誤差や抵抗値の誤差、温度ドリフトを推定することが可能となり、したがって正確な熱電対入力の補正をすることができるので、広範囲の周囲温度の環境下で使用される機器においても、安価な回路にて正確な熱電対入力回路の検出ができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図１に基づいて説明する。
【実施例】
【０００８】
図１は、本発明に係る熱電対検出回路のブロック図である。
図において、１１はマルチプレクサであり、複数の熱電対信号をスイッチで切り替えて選択している。１２はゲイン１１用のオペアンプであり、１３はマイナスオフセット電圧を足し込むための足し算とゲイン１２のオペアンプ、１４ａはマイナスオフセット電圧生成用回路、１５は本発明によって設けられた補正用ダミー回路である。補正用ダミー回路１５は予め値の判っている基準電圧を発生する回路であり、ここでは、基準電圧の１例として簡易な接地電圧を用いている。
図１の伝達関数は下記の（式２）のとおりである。
V0=[(Vin)×Gain1+Offset1+Vdrift1×Gain1]×Gain2+Vbias×                          Gain3+Offset2+Vdrift2×Gain2      ・・・・・・・・・（式２）
ここで、V0は、熱電対検出回路の出力電圧、
Vinは、熱電対検出回路の入力電圧、
Gain1は、オペアンプ１２のゲイン、
Gain2は、オペアンプ１３のゲイン、
Vbiasは、バイアス電圧、
Offset1は、ゲイン１１用のオペアンプ１２のオフセット、
Offset2は、ゲイン１２用のオペアンプ１３のオフセット、
Vdrift1は、ゲイン１１用の温度ドリフト、
Vdrift2は、ゲイン１２用の温度ドリフト、
である。
マイナスオフセット電圧生成用回路１４ａの抵抗誤差は、この補正用ダミー回路１５の値をソフトウェアで監視し、補正を行うことにより、ゼロに抑えることが可能である。
よって、図１の伝達関数は（式３）となる。
V0＝｛(Vin)×Gain1｝×Gain2  ・・・・・・・・・・（式３）
【０００９】
図１の補正用ダミー回路１５は基準電位（ＧＮＤレベル）を測定しており、この値をＡ／Ｄ変換することにより、回路内部に使用されているオペアンプのオフセット誤差や抵抗値の誤差、温度ドリフトを検出することが可能となる。したがってこの検出した値を実際の熱電対測定値に対して補正をかけることで、広範囲の周囲温度の環境下で使用される機器においても、安価な回路にて正確な熱電対入力回路の検出ができることになる。
また、この熱電対検出回路が使用しているうちに機器の温度上昇、環境の温度変化等で時間的にオペアンプのオフセット誤差や抵抗値の誤差、温度ドリフト等が変化するものであっても、定期的にあるいは測定の都度この補正用ダミー回路を用いることで、簡単に正確に補正することができる。
以上のように、本発明によれば、熱電対検出回路に補正用ダミー回路を追加することで、この値をソフトウェアで監視し、補正を行うことにより、安価な回路にて正確な熱電対入力回路の補正ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る熱電対検出回路のブロック図である。
【図２】従来の典型的な熱電対検出回路のブロック例を示している。
【符号の説明】
【００１１】
１１  熱電対信号選択用マルチプレクサ
１２  ゲイン１用オペアンプ（温度ドリフト：Vdrift1、オフセット：Offset1）
１３  ゲイン２用オペアンプ（温度ドリフト：Vdrift2、オフセット：Offset2）
１４  バイアス電圧用ボリウム抵抗（信号名：Vbias）
１４ａ  バイアス電圧（Vbias）
１５  補正用ダミー回路
【図１】
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【図２】
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