入力回路および計測機器
【課題】電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換えスイッチ等をオンオフ操作する必要のない入力回路を提供する。
【解決手段】熱電対によるセンサ２、測温抵抗体によるセンサ３、電流出力によるセンサ４および電圧出力によるセンサ５のいずれかを選択的に接続できるとともに、３つの入力端子６〜８を備える入力回路であって、電流出力によるセンサ４が接続される第１，第２の入力端子６，７間には、測温抵抗体によるセンサ３を接続したときの入力電圧よりも高い順方向電圧で導通する第１，第２のダイオード１６，１７を接続し、測温抵抗体３を接続して定電流回路１５から定電流を流すときには、前記両ダイオード１６，１７によって、抵抗１８に定電流が流れないように構成している。
【解決手段】熱電対によるセンサ２、測温抵抗体によるセンサ３、電流出力によるセンサ４および電圧出力によるセンサ５のいずれかを選択的に接続できるとともに、３つの入力端子６〜８を備える入力回路であって、電流出力によるセンサ４が接続される第１，第２の入力端子６，７間には、測温抵抗体によるセンサ３を接続したときの入力電圧よりも高い順方向電圧で導通する第１，第２のダイオード１６，１７を接続し、測温抵抗体３を接続して定電流回路１５から定電流を流すときには、前記両ダイオード１６，１７によって、抵抗１８に定電流が流れないように構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサやその他のセンサなどからのアナログ信号が入力される入力回路およびその入力回路を備える計測機器に関し、更に詳しくは、熱電対、測温抵抗体、電流出力あるいは電圧出力による他のセンサからのアナログ信号の入力が可能な入力回路および該入力回路を備えて温度やその他の物理量を計測する計測機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱電対によるセンサおよび測温抵抗体によるセンサのいずれも選択的に接続できる入力回路では、測温抵抗体によるセンサが、導線抵抗の影響をなくすことができる３線式の場合には、３端子となるので、入力端子は、３端子必要である。
【０００３】
熱電対によるセンサおよび測温抵抗体によるセンサを用いた温度計測に加えて、例えば、圧力、流量といった他の物理量の計測を行おうとすると、電流出力や電圧出力によるセンサからの電流や電圧の入力を可能にするために、入力端子を、４端子にすることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、４端子にすると、３端子の場合に比べて、端子数が増えて全体が大きくなってしまい、計測機器の小型化、薄型化が図れないことになる。
【０００５】
このため、従来から、入力端子数を増やすことなく、熱電対、測温抵抗体、電圧出力および電流出力のいずれかによるセンサからのアナログ信号の入力を可能とした入力回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２７９１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電流出力によるセンサでは、該センサからの出力電流を入力回路の内部抵抗で電圧に変換して計測するのに対して、測温抵抗体によるセンサでは、入力回路から定電流を測温抵抗体によるセンサに流して温度に対応した電圧を計測することになる。
【０００７】
３つの入力端子の構成では、前記内部抵抗に接続される入力端子が、測温抵抗体によるセンサに対して定電流を流すための入力端子にもなるので、測温抵抗体によるセンサを接続するときには、測温抵抗体によるセンサのみに定電流を流して内部抵抗には定電流が流れないよう切換えスイッチ等を設けて回路をオフする必要があり、また、電流出力によるセンサを接続するときには、前記切換えスイッチ等で回路をオンする必要がある。
【０００８】
このように、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換えスイッチ等で切換操作するのは面倒である。
【０００９】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換えスイッチ等を切換操作する必要のない３つの入力端子を備える入力回路およびそれを備える計測機器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】
【００１０】
（１）本発明の入力回路は、熱電対、測温抵抗体、電流出力および電圧出力のいずれかによるセンサを選択的に接続できるとともに、３つの入力端子を備える入力回路であって、前記電流出力によるセンサが接続される２つの前記入力端子間には、一定電圧以上の入力電圧で導通する半導体素子と、抵抗とを直列に接続している。
【００１１】
前記一定電圧は、測温抵抗体によるセンサを接続したときの入力電圧よりも高い電圧であるのが好ましい。
【００１２】
前記２つの入力端子の一方の入力端子には、測温抵抗体によるセンサが接続されたときに、該測温抵抗体によるセンサに定電流を流す定電流回路が接続されるのが好ましく、この定電流を制限して測温抵抗体によるセンサを接続したときの入力電圧を、前記一定電圧未満にするのが好ましい。
【００１３】
本発明の入力回路によると、電流出力によるセンサが接続される２つの入力端子間には、抵抗が接続されているのであるが、測温抵抗体によるセンサを接続して定電流を流したときには、前記２つの入力端子間の入力電圧は、前記一定電圧未満であるので、前記抵抗に直列に接続された半導体素子は導通せず、定電流が前記抵抗に流れることがなく、測温抵抗体によるセンサのみに定電流を流すことができる一方、電流出力によるセンサが接続されたときには、入力電圧が前記一定電圧以上となって前記半導体素子が導通し、前記抵抗に電流出力によるセンサの出力電流を流して対応した電圧として計測することができる。
【００１４】
これによって、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換え操作や切換え信号によってオンオフを切換える切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になるとともに、切換え信号が不要となって構成が簡素化する。
【００１５】
（２）本発明の入力回路の他の実施形態では、前記半導体素子がダイオードである。
【００１６】
この実施形態によると、ダイオードの順方向電圧やツェナー電圧を利用してオンオフを行うことができるので、例えば、ＦＥＴ等の半導体素子をオンオフ制御するのに比べて構成が簡素化する。
【００１７】
（３）上記（２）の実施形態では、前記ダイオードは、前記電流出力によるセンサの出力電流の向きと同じ順方向に接続され、前記一定電圧が前記ダイオードの順方向電圧である。
【００１８】
前記一定電圧を確保するために、ダイオードの個数は、複数であってもよいし、単数であってもよい。
【００１９】
この実施形態によると、測温抵抗体によるセンサを接続して定電流を流したときには、入力電圧は、ダイオードの順方向電圧未満であるので、ダイオードが導通せず、定電流が抵抗に流れることがなく、測温抵抗体によるセンサのみに定電流を流すことができる一方、電流出力によるセンサが接続されたときには、入力電圧がダイオードの順方向電圧以上となってダイオードが導通し、前記抵抗に電流出力によるセンサの出力電流を流して対応した電圧として計測することができる。
【００２０】
（４）上記（２）の実施形態では、前記ダイオードをツェナーダイオードとし、前記一定電圧をツェナー電圧としてもよい。
【００２１】
この実施形態によると、測温抵抗体によるセンサを接続して定電流を流したときには、入力電圧は、ツェナー電圧未満であるので、ツェナーダイオードが導通せず、定電流が抵抗に流れることがなく、測温抵抗体によるセンサのみに定電流を流すことができる一方、電流出力によるセンサが接続されたときには、入力電圧がツェナー電圧以上となってツェナーダイオードが導通し、前記抵抗に電流出力によるセンサの出力電流を流して対応した電圧として計測することができる。
【００２２】
（５）本発明の入力回路は、熱電対、測温抵抗体、電流出力および電圧出力のいずれかによるセンサを選択的に接続できるとともに、３つの入力端子を備える入力回路であって、前記電流出力によるセンサが接続される２つの前記入力端子間に、抵抗と半導体素子とを直列に接続する一方、前記電流出力によるセンサと前記測温抵抗体によるセンサとに応じて、基準入力となる入力端子を切換えるスイッチを設け、前記半導体素子は、前記測温抵抗体によるセンサが接続されたときには、該測温抵抗体によるセンサに供給される定電流が前記抵抗に流れるのを遮断する一方、前記電流出力によるセンサが接続されたときには、該電流出力によるセンサの出力電流を前記抵抗に流すものである。
【００２３】
半導体素子は、ダイオードであるのが好ましく、測温抵抗体によるセンサに供給される定電流に対しては逆方向であって、電流出力によるセンサの出力電流に対しては順方向になるように接続するのが好ましい。
【００２４】
基準入力となる入力端子は、測温抵抗体、熱電対および電圧出力によるセンサで共通であるのが好ましい。
【００２５】
本発明の入力回路によると、測温抵抗体によるセンサを接続したときの基準入力となる入力端子と、電流出力によるセンサを接続したときの基準入力となる入力端子とが異なるように、電流出力によるセンサを接続することにより、２つの入力端子間に接続された前記抵抗に対する前記定電流の向きと前記出力電流の向きとを逆にすることができ、したがって、測温抵抗体によるセンサを接続して定電流を流したときには、前記抵抗に定電流が流れることなく、測温抵抗体によるセンサのみに定電流を流すことができる一方、電流出力によるセンサが接続されたときには、前記抵抗に電流出力によるセンサの出力電流を流して対応した電圧として計測することができる。
【００２６】
これによって、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体を接続するかに応じて、切換え操作によってオンオフを切換える切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になる。
【００２７】
（６）本発明の計測機器は、本発明の入力回路と、前記入力回路からのアナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記熱電対によるセンサまたは前記測温抵抗体によるセンサからのアナログ信号に基づいて、少なくとも温度を計測するものである。
【００２８】
ここで、計測機器とは、温度やその他の物理量を計測する機器であり、計測機能を有する機器であればよく、計測し、それに基づいて制御する調節器などを含むものである。
【００２９】
本発明の計測機器によると、入力端子数を増やすことなく、熱電対、測温抵抗体、電流出力および電圧出力のいずれかによるセンサからのアナログ入力に基づいて、温度やその他の物理量を計測することができ、当該計測機器の小型化、薄型化を図ることができる。しかも、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換え操作する切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換え操作する切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る調節器などの計測機器のブロック図である。
【００３２】
この実施の形態の計測機器１は、温度および圧力や流量といったその他の物理量を計測して目標値になるように制御するものであり、熱電対によるセンサ２、測温抵抗体（Ｐｔ）によるセンサ３、直流電流を出力する電流出力によるセンサ４および直流電圧を出力する電圧出力によるセンサ５のいずれかが選択的に接続されるものであり、第１〜第３の３つの入力端子６〜８を備えている。
【００３３】
測温抵抗体によるセンサ３は、導線抵抗の影響をなくすことができる３線式であって、第１〜第３の入力端子６〜８に接続され、電流出力によるセンサ４は、第１，第２の入力端子６，７間に接続される。また、熱電対によるセンサ２および電圧出力によるセンサ５は、第２，第３の入力端子７，８間に接続される。
【００３４】
この実施の形態の計測機器１は、熱電対によるセンサ２、測温抵抗体によるセンサ３、電流出力によるセンサ４および電圧出力によるセンサ５からのアナログ入力が与えられる本発明に係る入力回路９と、この入力回路９からのアナログ入力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１０と、このＡ／Ｄ変換器１０の出力に基づいて計測処理やＰＩＤ制御などを行うＣＰＵ１１と、目標値、あるいは、熱電対や測温抵抗体等のセンサの種類などの各種の設定入力を行う設定部１２と、計測値や目標値などの表示を行う表示部１３と、制御出力などを出力する出力部１４とを備えている。
【００３５】
入力回路９は、測温抵抗体によるセンサ３が接続されたときに、ＣＰＵ１１からの制御信号によって、測温抵抗体によるセンサ３に定電流を供給する定電流回路１５と、第１の入力端子６と第２の入力端子７との間に、直列に接続された後述の２つの第１，第２のダイオード１６，１７および抵抗１８と、各入力端子６〜８からの入力を、Ａ／Ｄ変換器１０に選択出力するマルチプレクサ１９とを備えている。
【００３６】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１によって制御され、接続される熱電対や測温抵抗体などのセンサの種類に応じて、後述のように第１〜第３の入力端子６〜８からのアナログ入力を切換選択してＡ／Ｄ変換器１０に与える。
【００３７】
第１の入力端子６は、測温抵抗体によるセンサ３が接続されたときには、該測温抵抗体によるセンサ３に対して定電流回路１５からの定電流を流す一方、電流出力によるセンサ４が接続されたときには、該電流出力によるセンサ４からの出力電流を上述の抵抗１８に流して電圧に変換することができる。
【００３８】
測温抵抗体によるセンサ３を接続して温度を計測する場合には、定電流回路１５からの定電流を、測温抵抗体によるセンサ３のみに流して抵抗１８には定電流が流れないようにしなければ、温度計測の誤差が大きくなり、あるいは、計測が困難になってしまう。
【００３９】
そこで、この実施形態では、第１の入力端子６と第２の入力端子７との間には、測温抵抗体によるセンサ３を接続したときの入力電圧よりも高い一定電圧以上の入力電圧で導通する上述の２つの第１，第２のダイオード１６，１７を接続している。
【００４０】
すなわち、測温抵抗体によるセンサ３を第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、定電流回路１５から定電流を測温抵抗体によるセンサ３に流した場合に、第１，第２の入力端子６，７間の入力電圧は、第１，第２のダイオード１６，１７の順方向電圧の和未満となっている。
【００４１】
このため、測温抵抗体によるセンサ３を、第１〜第３に入力端子６〜８に接続し、定電流回路１５から測温抵抗体によるセンサ３に定電流を流した場合に、第１，第２のダイオード１６，１７は導通せず、抵抗１８に定電流が流れるのを阻止することができ、精度よく温度を計測することが可能となる。
【００４２】
一方、電流出力によるセンサ４を、第１，第２の入力端子６，７間に接続した場合、このときには、定電流回路１５から定電流は供給されず、電流出力によるセンサ４からの出力電流が順方向の第１，第２のダイオード１６，１７を介して抵抗１８に流れることになり、出力電流に応じた電圧を計測できることになる。
【００４３】
このように、測温抵抗体３を接続したときには、第１，第２のダイオード１６，１７によって、定電流回路１５からの定電流が抵抗１８に流れるのを阻止する一方、電流出力によるセンサ４を接続したときには、出力電流を第１，第２のダイオード１６，１７を介して抵抗１８に流すので、切換え操作や切換え信号によってオンオフを切換える切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になるとともに、切換え信号が不要となって構成が簡素化される。
【００４４】
以上の構成を有する計測機器１の動作を、測温抵抗体によるセンサ３、電流出力によるセンサ４、熱電対によるセンサ２および電圧出力によるセンサ５がそれぞれ接続された各場合について説明する。
【００４５】
（ａ）測温抵抗体によるセンサ
測温抵抗体によるセンサ３を、図２に示すように、第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、測温抵抗体によるセンサ３を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００４６】
これによって、ＣＰＵ１１は、定電流回路１５から定電流を供給し、測温抵抗体によるセンサ３には、定電流が流れる一方、上述のように、第１，第２のダイオード１６，１７によって、定電流が抵抗１８に流れるのが阻止される。
【００４７】
測温抵抗体によるセンサ３からの温度に対応するアナログ入力および導線抵抗に対応するアナログ入力は、第１，第３の入力端子６，８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力が第２の入力端子７を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００４８】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記両アナログ入力を時分割に切換えてＡ／Ｄ変換器１０に与える一方、基準入力をＡ／Ｄ変換器１０に与える。
【００４９】
Ａ／Ｄ変換器１０に与えられたアナログ入力および基準入力は、ディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられ、ＣＰＵ１１では、計測した温度を、表示部１３に表示するとともに、目標温度になるように制御出力を与える。
【００５０】
（ｂ）電流出力によるセンサ
電流出力によるセンサ４を、図３に示すように、第１，第２の入力端子６，７間に接続し、電流出力によるセンサ４を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００５１】
電流出力によるセンサ４からのアナログ入力は、第１の入力端子６および第１，第２のダイオード１６，１７を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第２の入力端子７を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００５２】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換され、さらに、ＣＰＵ１１に与えられて対応する計測データに変換され、計測データが表示部１３に表示されるとともに、ＣＰＵ１１は、目標値になるように制御出力を与える。
【００５３】
（ｃ）熱電対によるセンサ
熱電対によるセンサ２を、図４に示すように、第２，第３の入力端子７，８間に接続し、熱電対によるセンサ２を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００５４】
熱電対によるセンサ２からのアナログ入力は、第３の入力端子８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第２の入力端子７を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００５５】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられる。
【００５６】
ＣＰＵ１１では、温度データに変換するとともに、計測した温度を、表示部１３に表示するとともに、目標温度になるように制御出力を与える。
【００５７】
（ｄ）電圧出力によるセンサ
電圧出力によるセンサ５を、図５に示すように、第２，第３の入力端子７，８間に接続し、電圧出力によるセンサ５を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００５８】
電圧出力によるセンサ５からのアナログ入力は、第３の入力端子８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第２の入力端子７を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００５９】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられる。
【００６０】
ＣＰＵ１１は、対応する計測データに変換し、計測データが表示部１３に表示されるとともに、ＣＰＵ１１は、目標値になるように制御出力を与える。
【００６１】
以上のようにして、第１〜第３の３つの入力端子６〜８によって、測温抵抗体によるセンサ３、電流出力によるセンサ４、熱電対によるセンサ２および電圧出力によるセンサ５のいずれの入力も計測できるので、端子数を増やす必要がなく、計測機器の小型化、薄型化を図ることができる。
【００６２】
（実施形態２）
図６は、本発明の他の実施形態の図１に対応するブロック図であり、上述の実施形態１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００６３】
この実施形態では、上述の実施形態１の第１，第２のダイオード１６，１７に代えて、電流出力によるセンサ４が接続されたときの出力電流とは逆向きにツェナーダイオード２０を接続している。
【００６４】
この実施形態では、測温抵抗体によるセンサ３を第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、定電流回路１５から定電流を測温抵抗体によるセンサ３に流した場合に、第１，第２の入力端子６，７間の入力電圧は、ツェナー電圧未満である。
【００６５】
上述のように、測温抵抗体によるセンサ３を第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、定電流回路１５から定電流を測温抵抗体によるセンサ３に流した場合に、第１，第２の入力端子６，７間の入力電圧は、ツェナー電圧未満であるので、抵抗１８に定電流が流れるのを阻止することができ、精度よく温度を計測することが可能となる。
【００６６】
一方、電流出力によるセンサ４を、第１，第２の入力端子６，７間に接続した場合、このときには、定電流回路１５から定電流は供給されず、入力電圧がツェナー電圧を超えるので、ツェナーダイオード２０が導通して電流出力によるセンサ４からの出力電流が抵抗１８に流れることになり、出力電流に応じた電圧を計測できることになる。
【００６７】
このように、測温抵抗体によるセンサ３を接続したときには、ツェナーダイオード２０によって、定電流回路１５からの定電流が抵抗１８に流れるのを阻止する一方、電流出力によるセンサ４を接続したときには、出力電流をツェナーダイオード２０を介して抵抗１８に流すので、切換え操作や切換え信号によってオンオフを切換える切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になるとともに、切換え信号が不要となって構成が簡素化する。
【００６８】
しかも、ツェナーダイオード２０を用いているので、電流出力によるセンサ４の出力範囲が、正から負までの広い範囲の電流出力によるセンサ４を接続することもできる。
【００６９】
その他の構成および効果は、上述の実施形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７０】
（実施形態３）
図７は、本発明の更に他の実施形態の図１に対応するブロック図であり、上述の実施形態１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００７１】
この実施形態では、電流出力によるセンサ４の接続を、上述の実施形態１とは逆にするとともに、上述の第１，第２のダイオード１６，１７に代えて、逆向きにダイオード２１を接続している。
【００７２】
更に、電流出力によるセンサ４が接続されたときと、測温抵抗体によるセンサ３および熱電対によるセンサ２等の他のセンサが接続されたときとで、基準入力となる入力端子を切換える切換えスイッチ２２を設けており、ＣＰＵ１１によって、この切換えスイッチ２２の切換えを制御するようにしている。
【００７３】
この切換えスイッチ２２は、ダイオード２１と抵抗１８との接続部に接続された第１の固定接点２２ａと、第２の入力端子７と抵抗１８との接続部に接続された第２の固定接点２２ｂと、マルチプレクサ１９の入力側に接続された可動接点２２ｃとを備えている。可動接点２２ｃは、電流出力によるセンサ４が接続されたときには、第１の固定接点２２ａ側に接続され、測温抵抗体によるセンサ３や熱電対によるセンサ２などの他のセンサが接続されたときには、第２の固定接点２２ｂ側に接続される。
【００７４】
この実施形態では、測温抵抗体によるセンサ３を、第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、定電流回路１５から測温抵抗体によるセンサ３に定電流を流した場合に、ダイオード２１によって定電流が抵抗１８へ流れるのが遮断され、精度よく温度を計測することが可能となる。このように逆向きに接続したダイオード２１によって定電流を遮断することができる。
【００７５】
一方、電流出力によるセンサ４を、第１，第２の入力端子６，７間に接続した場合には、上述の実施形態１とは逆向きに出力電流が流れ、抵抗１８によって電圧に変換されて計測されることになる。
【００７６】
以下、測温抵抗体によるセンサ３、電流出力によるセンサ４、熱電対によるセンサ２および電圧出力によるセンサ５がそれぞれ接続された各場合について説明する。
【００７７】
（ａ）測温抵抗体によるセンサ
測温抵抗体によるセンサ３を、図８に示すように、第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、測温抵抗体によるセンサ３を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００７８】
これによって、ＣＰＵ１１は、切換えスイッチ２２の可動接点２２ｃを第２の固定接点２２ｂ側に接続し、また、定電流回路１５から定電流を供給し、測温抵抗体によるセンサ３には、定電流が流れる一方、上述のように、逆向きのダイオード２１によって定電流が遮断されて抵抗１８に流れることがない。
【００７９】
測温抵抗体によるセンサ３からの温度に対応するアナログ入力および導線抵抗に対応するアナログ入力は、第１，第３の入力端子６，８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力が第２の入力端子７および切換えスイッチ２２を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００８０】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記両アナログ入力を時分割に切換えてＡ／Ｄ変換器１０に与える一方、基準入力をＡ／Ｄ変換器１０に与える。
【００８１】
Ａ／Ｄ変換器１０に与えられたアナログ入力および基準入力は、ディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられ、ＣＰＵ１１では、計測した温度を、表示部１３に表示するとともに、目標温度になるように制御出力を与える。
【００８２】
（ｂ）電流出力によるセンサ
電流出力によるセンサ４を、図９に示すように、第１，第２の入力端子６，７間に上述の実施形態１とは逆向きに接続し、電流出力によるセンサ４を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００８３】
これによって、ＣＰＵ１１は、図９に示すように、切換えスイッチ２２の可動接点２２ｃを第１の固定接点２２ａ側に切換え接続する。
【００８４】
電流出力によるセンサ４からのアナログ入力は、第２の入力端子７を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第１の入力端子６および切換えスイッチ２２を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００８５】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換され、さらに、ＣＰＵ１１に与えられて対応する計測データに変換され、計測データが表示部１３に表示されるとともに、ＣＰＵ１１は、目標値になるように制御出力を与える。
【００８６】
（ｃ）熱電対によるセンサ
熱電対によるセンサ２を、図１０に示すように、第２，第３の入力端子７，８間に接続し、熱電対によるセンサ２を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００８７】
これによって、ＣＰＵ１１は、切換えスイッチ２２の可動接点２２ｃを、第２の入力端子２２ｂ側に切換え接続する。
【００８８】
熱電対によるセンサ２からのアナログ入力は、第３の入力端子８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第２の入力端子７および切換えスイッチ２２を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００８９】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられる。
【００９０】
ＣＰＵ１１では、温度データに変換するとともに、計測した温度を、表示部１３に表示するとともに、目標温度になるように制御出力を与える。
【００９１】
（ｄ）電圧出力によるセンサ
電圧出力によるセンサ５を、図１１に示すように、第２，第３の入力端子７，８間に接続し、電圧出力によるセンサ５を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００９２】
これによって、ＣＰＵ１１は、切換えスイッチ２２の可動接点２２ｃを、第２の入力端子２２ｂ側に切換え接続する。
【００９３】
電圧出力によるセンサ５からのアナログ入力は、第３の入力端子８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第２の入力端子７および切換えスイッチ２２を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００９４】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられる。
【００９５】
ＣＰＵ１１は、対応する計測データに変換し、計測データが表示部１３に表示されるとともに、ＣＰＵ１１は、目標値になるように制御出力を与える。
【００９６】
(その他の実施の形態)
上述の実施形態では、設定部から設定入力および表示部に表示を行なうようにしたけれども、本発明の他の実施形態として、通信によって設定や表示をできるようにしてもよい。
【００９７】
上述の実施の形態では、調節器に適用して説明したけれども、本発明の他の実施の形態として、温度、圧力、流量などの物理量を計測するデジタルパネルメータなどにも同様に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の一つの実施形態の計測機器のブロック図である。
【図２】測温抵抗体によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図３】電流出力によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図４】熱電対によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図５】電圧出力によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図６】本発明の他の実施形態の計測機器のブロック図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態の計測機器のブロック図である。
【図８】測温抵抗体によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図９】電流出力によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図１０】熱電対によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図１１】電圧出力によるセンサを接続したときのブロック図である。
【符号の説明】
【００９９】
１，１ａ，１ｂ 計測機器
２ 熱電対によるセンサ
３ 測温抵抗体によるセンサ
４ 電流出力によるセンサ
５ 電圧出力によるセンサ
６〜８ 第１〜第３の入力端子
９，９ａ，９ｂ 入力回路
１０ Ａ／Ｄ変換器
１６,１７ 第１，第２のダイオード
２０ ツェナーダイオード
２１ ダイオード
２２ 切換えスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサやその他のセンサなどからのアナログ信号が入力される入力回路およびその入力回路を備える計測機器に関し、更に詳しくは、熱電対、測温抵抗体、電流出力あるいは電圧出力による他のセンサからのアナログ信号の入力が可能な入力回路および該入力回路を備えて温度やその他の物理量を計測する計測機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱電対によるセンサおよび測温抵抗体によるセンサのいずれも選択的に接続できる入力回路では、測温抵抗体によるセンサが、導線抵抗の影響をなくすことができる３線式の場合には、３端子となるので、入力端子は、３端子必要である。
【０００３】
熱電対によるセンサおよび測温抵抗体によるセンサを用いた温度計測に加えて、例えば、圧力、流量といった他の物理量の計測を行おうとすると、電流出力や電圧出力によるセンサからの電流や電圧の入力を可能にするために、入力端子を、４端子にすることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、４端子にすると、３端子の場合に比べて、端子数が増えて全体が大きくなってしまい、計測機器の小型化、薄型化が図れないことになる。
【０００５】
このため、従来から、入力端子数を増やすことなく、熱電対、測温抵抗体、電圧出力および電流出力のいずれかによるセンサからのアナログ信号の入力を可能とした入力回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２７９１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電流出力によるセンサでは、該センサからの出力電流を入力回路の内部抵抗で電圧に変換して計測するのに対して、測温抵抗体によるセンサでは、入力回路から定電流を測温抵抗体によるセンサに流して温度に対応した電圧を計測することになる。
【０００７】
３つの入力端子の構成では、前記内部抵抗に接続される入力端子が、測温抵抗体によるセンサに対して定電流を流すための入力端子にもなるので、測温抵抗体によるセンサを接続するときには、測温抵抗体によるセンサのみに定電流を流して内部抵抗には定電流が流れないよう切換えスイッチ等を設けて回路をオフする必要があり、また、電流出力によるセンサを接続するときには、前記切換えスイッチ等で回路をオンする必要がある。
【０００８】
このように、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換えスイッチ等で切換操作するのは面倒である。
【０００９】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換えスイッチ等を切換操作する必要のない３つの入力端子を備える入力回路およびそれを備える計測機器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】
【００１０】
（１）本発明の入力回路は、熱電対、測温抵抗体、電流出力および電圧出力のいずれかによるセンサを選択的に接続できるとともに、３つの入力端子を備える入力回路であって、前記電流出力によるセンサが接続される２つの前記入力端子間には、一定電圧以上の入力電圧で導通する半導体素子と、抵抗とを直列に接続している。
【００１１】
前記一定電圧は、測温抵抗体によるセンサを接続したときの入力電圧よりも高い電圧であるのが好ましい。
【００１２】
前記２つの入力端子の一方の入力端子には、測温抵抗体によるセンサが接続されたときに、該測温抵抗体によるセンサに定電流を流す定電流回路が接続されるのが好ましく、この定電流を制限して測温抵抗体によるセンサを接続したときの入力電圧を、前記一定電圧未満にするのが好ましい。
【００１３】
本発明の入力回路によると、電流出力によるセンサが接続される２つの入力端子間には、抵抗が接続されているのであるが、測温抵抗体によるセンサを接続して定電流を流したときには、前記２つの入力端子間の入力電圧は、前記一定電圧未満であるので、前記抵抗に直列に接続された半導体素子は導通せず、定電流が前記抵抗に流れることがなく、測温抵抗体によるセンサのみに定電流を流すことができる一方、電流出力によるセンサが接続されたときには、入力電圧が前記一定電圧以上となって前記半導体素子が導通し、前記抵抗に電流出力によるセンサの出力電流を流して対応した電圧として計測することができる。
【００１４】
これによって、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換え操作や切換え信号によってオンオフを切換える切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になるとともに、切換え信号が不要となって構成が簡素化する。
【００１５】
（２）本発明の入力回路の他の実施形態では、前記半導体素子がダイオードである。
【００１６】
この実施形態によると、ダイオードの順方向電圧やツェナー電圧を利用してオンオフを行うことができるので、例えば、ＦＥＴ等の半導体素子をオンオフ制御するのに比べて構成が簡素化する。
【００１７】
（３）上記（２）の実施形態では、前記ダイオードは、前記電流出力によるセンサの出力電流の向きと同じ順方向に接続され、前記一定電圧が前記ダイオードの順方向電圧である。
【００１８】
前記一定電圧を確保するために、ダイオードの個数は、複数であってもよいし、単数であってもよい。
【００１９】
この実施形態によると、測温抵抗体によるセンサを接続して定電流を流したときには、入力電圧は、ダイオードの順方向電圧未満であるので、ダイオードが導通せず、定電流が抵抗に流れることがなく、測温抵抗体によるセンサのみに定電流を流すことができる一方、電流出力によるセンサが接続されたときには、入力電圧がダイオードの順方向電圧以上となってダイオードが導通し、前記抵抗に電流出力によるセンサの出力電流を流して対応した電圧として計測することができる。
【００２０】
（４）上記（２）の実施形態では、前記ダイオードをツェナーダイオードとし、前記一定電圧をツェナー電圧としてもよい。
【００２１】
この実施形態によると、測温抵抗体によるセンサを接続して定電流を流したときには、入力電圧は、ツェナー電圧未満であるので、ツェナーダイオードが導通せず、定電流が抵抗に流れることがなく、測温抵抗体によるセンサのみに定電流を流すことができる一方、電流出力によるセンサが接続されたときには、入力電圧がツェナー電圧以上となってツェナーダイオードが導通し、前記抵抗に電流出力によるセンサの出力電流を流して対応した電圧として計測することができる。
【００２２】
（５）本発明の入力回路は、熱電対、測温抵抗体、電流出力および電圧出力のいずれかによるセンサを選択的に接続できるとともに、３つの入力端子を備える入力回路であって、前記電流出力によるセンサが接続される２つの前記入力端子間に、抵抗と半導体素子とを直列に接続する一方、前記電流出力によるセンサと前記測温抵抗体によるセンサとに応じて、基準入力となる入力端子を切換えるスイッチを設け、前記半導体素子は、前記測温抵抗体によるセンサが接続されたときには、該測温抵抗体によるセンサに供給される定電流が前記抵抗に流れるのを遮断する一方、前記電流出力によるセンサが接続されたときには、該電流出力によるセンサの出力電流を前記抵抗に流すものである。
【００２３】
半導体素子は、ダイオードであるのが好ましく、測温抵抗体によるセンサに供給される定電流に対しては逆方向であって、電流出力によるセンサの出力電流に対しては順方向になるように接続するのが好ましい。
【００２４】
基準入力となる入力端子は、測温抵抗体、熱電対および電圧出力によるセンサで共通であるのが好ましい。
【００２５】
本発明の入力回路によると、測温抵抗体によるセンサを接続したときの基準入力となる入力端子と、電流出力によるセンサを接続したときの基準入力となる入力端子とが異なるように、電流出力によるセンサを接続することにより、２つの入力端子間に接続された前記抵抗に対する前記定電流の向きと前記出力電流の向きとを逆にすることができ、したがって、測温抵抗体によるセンサを接続して定電流を流したときには、前記抵抗に定電流が流れることなく、測温抵抗体によるセンサのみに定電流を流すことができる一方、電流出力によるセンサが接続されたときには、前記抵抗に電流出力によるセンサの出力電流を流して対応した電圧として計測することができる。
【００２６】
これによって、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体を接続するかに応じて、切換え操作によってオンオフを切換える切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になる。
【００２７】
（６）本発明の計測機器は、本発明の入力回路と、前記入力回路からのアナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記熱電対によるセンサまたは前記測温抵抗体によるセンサからのアナログ信号に基づいて、少なくとも温度を計測するものである。
【００２８】
ここで、計測機器とは、温度やその他の物理量を計測する機器であり、計測機能を有する機器であればよく、計測し、それに基づいて制御する調節器などを含むものである。
【００２９】
本発明の計測機器によると、入力端子数を増やすことなく、熱電対、測温抵抗体、電流出力および電圧出力のいずれかによるセンサからのアナログ入力に基づいて、温度やその他の物理量を計測することができ、当該計測機器の小型化、薄型化を図ることができる。しかも、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換え操作する切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、電流出力によるセンサを接続するか、あるいは、測温抵抗体によるセンサを接続するかに応じて、切換え操作する切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る調節器などの計測機器のブロック図である。
【００３２】
この実施の形態の計測機器１は、温度および圧力や流量といったその他の物理量を計測して目標値になるように制御するものであり、熱電対によるセンサ２、測温抵抗体（Ｐｔ）によるセンサ３、直流電流を出力する電流出力によるセンサ４および直流電圧を出力する電圧出力によるセンサ５のいずれかが選択的に接続されるものであり、第１〜第３の３つの入力端子６〜８を備えている。
【００３３】
測温抵抗体によるセンサ３は、導線抵抗の影響をなくすことができる３線式であって、第１〜第３の入力端子６〜８に接続され、電流出力によるセンサ４は、第１，第２の入力端子６，７間に接続される。また、熱電対によるセンサ２および電圧出力によるセンサ５は、第２，第３の入力端子７，８間に接続される。
【００３４】
この実施の形態の計測機器１は、熱電対によるセンサ２、測温抵抗体によるセンサ３、電流出力によるセンサ４および電圧出力によるセンサ５からのアナログ入力が与えられる本発明に係る入力回路９と、この入力回路９からのアナログ入力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１０と、このＡ／Ｄ変換器１０の出力に基づいて計測処理やＰＩＤ制御などを行うＣＰＵ１１と、目標値、あるいは、熱電対や測温抵抗体等のセンサの種類などの各種の設定入力を行う設定部１２と、計測値や目標値などの表示を行う表示部１３と、制御出力などを出力する出力部１４とを備えている。
【００３５】
入力回路９は、測温抵抗体によるセンサ３が接続されたときに、ＣＰＵ１１からの制御信号によって、測温抵抗体によるセンサ３に定電流を供給する定電流回路１５と、第１の入力端子６と第２の入力端子７との間に、直列に接続された後述の２つの第１，第２のダイオード１６，１７および抵抗１８と、各入力端子６〜８からの入力を、Ａ／Ｄ変換器１０に選択出力するマルチプレクサ１９とを備えている。
【００３６】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１によって制御され、接続される熱電対や測温抵抗体などのセンサの種類に応じて、後述のように第１〜第３の入力端子６〜８からのアナログ入力を切換選択してＡ／Ｄ変換器１０に与える。
【００３７】
第１の入力端子６は、測温抵抗体によるセンサ３が接続されたときには、該測温抵抗体によるセンサ３に対して定電流回路１５からの定電流を流す一方、電流出力によるセンサ４が接続されたときには、該電流出力によるセンサ４からの出力電流を上述の抵抗１８に流して電圧に変換することができる。
【００３８】
測温抵抗体によるセンサ３を接続して温度を計測する場合には、定電流回路１５からの定電流を、測温抵抗体によるセンサ３のみに流して抵抗１８には定電流が流れないようにしなければ、温度計測の誤差が大きくなり、あるいは、計測が困難になってしまう。
【００３９】
そこで、この実施形態では、第１の入力端子６と第２の入力端子７との間には、測温抵抗体によるセンサ３を接続したときの入力電圧よりも高い一定電圧以上の入力電圧で導通する上述の２つの第１，第２のダイオード１６，１７を接続している。
【００４０】
すなわち、測温抵抗体によるセンサ３を第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、定電流回路１５から定電流を測温抵抗体によるセンサ３に流した場合に、第１，第２の入力端子６，７間の入力電圧は、第１，第２のダイオード１６，１７の順方向電圧の和未満となっている。
【００４１】
このため、測温抵抗体によるセンサ３を、第１〜第３に入力端子６〜８に接続し、定電流回路１５から測温抵抗体によるセンサ３に定電流を流した場合に、第１，第２のダイオード１６，１７は導通せず、抵抗１８に定電流が流れるのを阻止することができ、精度よく温度を計測することが可能となる。
【００４２】
一方、電流出力によるセンサ４を、第１，第２の入力端子６，７間に接続した場合、このときには、定電流回路１５から定電流は供給されず、電流出力によるセンサ４からの出力電流が順方向の第１，第２のダイオード１６，１７を介して抵抗１８に流れることになり、出力電流に応じた電圧を計測できることになる。
【００４３】
このように、測温抵抗体３を接続したときには、第１，第２のダイオード１６，１７によって、定電流回路１５からの定電流が抵抗１８に流れるのを阻止する一方、電流出力によるセンサ４を接続したときには、出力電流を第１，第２のダイオード１６，１７を介して抵抗１８に流すので、切換え操作や切換え信号によってオンオフを切換える切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になるとともに、切換え信号が不要となって構成が簡素化される。
【００４４】
以上の構成を有する計測機器１の動作を、測温抵抗体によるセンサ３、電流出力によるセンサ４、熱電対によるセンサ２および電圧出力によるセンサ５がそれぞれ接続された各場合について説明する。
【００４５】
（ａ）測温抵抗体によるセンサ
測温抵抗体によるセンサ３を、図２に示すように、第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、測温抵抗体によるセンサ３を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００４６】
これによって、ＣＰＵ１１は、定電流回路１５から定電流を供給し、測温抵抗体によるセンサ３には、定電流が流れる一方、上述のように、第１，第２のダイオード１６，１７によって、定電流が抵抗１８に流れるのが阻止される。
【００４７】
測温抵抗体によるセンサ３からの温度に対応するアナログ入力および導線抵抗に対応するアナログ入力は、第１，第３の入力端子６，８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力が第２の入力端子７を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００４８】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記両アナログ入力を時分割に切換えてＡ／Ｄ変換器１０に与える一方、基準入力をＡ／Ｄ変換器１０に与える。
【００４９】
Ａ／Ｄ変換器１０に与えられたアナログ入力および基準入力は、ディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられ、ＣＰＵ１１では、計測した温度を、表示部１３に表示するとともに、目標温度になるように制御出力を与える。
【００５０】
（ｂ）電流出力によるセンサ
電流出力によるセンサ４を、図３に示すように、第１，第２の入力端子６，７間に接続し、電流出力によるセンサ４を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００５１】
電流出力によるセンサ４からのアナログ入力は、第１の入力端子６および第１，第２のダイオード１６，１７を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第２の入力端子７を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００５２】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換され、さらに、ＣＰＵ１１に与えられて対応する計測データに変換され、計測データが表示部１３に表示されるとともに、ＣＰＵ１１は、目標値になるように制御出力を与える。
【００５３】
（ｃ）熱電対によるセンサ
熱電対によるセンサ２を、図４に示すように、第２，第３の入力端子７，８間に接続し、熱電対によるセンサ２を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００５４】
熱電対によるセンサ２からのアナログ入力は、第３の入力端子８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第２の入力端子７を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００５５】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられる。
【００５６】
ＣＰＵ１１では、温度データに変換するとともに、計測した温度を、表示部１３に表示するとともに、目標温度になるように制御出力を与える。
【００５７】
（ｄ）電圧出力によるセンサ
電圧出力によるセンサ５を、図５に示すように、第２，第３の入力端子７，８間に接続し、電圧出力によるセンサ５を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００５８】
電圧出力によるセンサ５からのアナログ入力は、第３の入力端子８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第２の入力端子７を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００５９】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられる。
【００６０】
ＣＰＵ１１は、対応する計測データに変換し、計測データが表示部１３に表示されるとともに、ＣＰＵ１１は、目標値になるように制御出力を与える。
【００６１】
以上のようにして、第１〜第３の３つの入力端子６〜８によって、測温抵抗体によるセンサ３、電流出力によるセンサ４、熱電対によるセンサ２および電圧出力によるセンサ５のいずれの入力も計測できるので、端子数を増やす必要がなく、計測機器の小型化、薄型化を図ることができる。
【００６２】
（実施形態２）
図６は、本発明の他の実施形態の図１に対応するブロック図であり、上述の実施形態１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００６３】
この実施形態では、上述の実施形態１の第１，第２のダイオード１６，１７に代えて、電流出力によるセンサ４が接続されたときの出力電流とは逆向きにツェナーダイオード２０を接続している。
【００６４】
この実施形態では、測温抵抗体によるセンサ３を第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、定電流回路１５から定電流を測温抵抗体によるセンサ３に流した場合に、第１，第２の入力端子６，７間の入力電圧は、ツェナー電圧未満である。
【００６５】
上述のように、測温抵抗体によるセンサ３を第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、定電流回路１５から定電流を測温抵抗体によるセンサ３に流した場合に、第１，第２の入力端子６，７間の入力電圧は、ツェナー電圧未満であるので、抵抗１８に定電流が流れるのを阻止することができ、精度よく温度を計測することが可能となる。
【００６６】
一方、電流出力によるセンサ４を、第１，第２の入力端子６，７間に接続した場合、このときには、定電流回路１５から定電流は供給されず、入力電圧がツェナー電圧を超えるので、ツェナーダイオード２０が導通して電流出力によるセンサ４からの出力電流が抵抗１８に流れることになり、出力電流に応じた電圧を計測できることになる。
【００６７】
このように、測温抵抗体によるセンサ３を接続したときには、ツェナーダイオード２０によって、定電流回路１５からの定電流が抵抗１８に流れるのを阻止する一方、電流出力によるセンサ４を接続したときには、出力電流をツェナーダイオード２０を介して抵抗１８に流すので、切換え操作や切換え信号によってオンオフを切換える切換えスイッチ等を設ける必要がなく、面倒な切換え操作が不要になるとともに、切換え信号が不要となって構成が簡素化する。
【００６８】
しかも、ツェナーダイオード２０を用いているので、電流出力によるセンサ４の出力範囲が、正から負までの広い範囲の電流出力によるセンサ４を接続することもできる。
【００６９】
その他の構成および効果は、上述の実施形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７０】
（実施形態３）
図７は、本発明の更に他の実施形態の図１に対応するブロック図であり、上述の実施形態１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００７１】
この実施形態では、電流出力によるセンサ４の接続を、上述の実施形態１とは逆にするとともに、上述の第１，第２のダイオード１６，１７に代えて、逆向きにダイオード２１を接続している。
【００７２】
更に、電流出力によるセンサ４が接続されたときと、測温抵抗体によるセンサ３および熱電対によるセンサ２等の他のセンサが接続されたときとで、基準入力となる入力端子を切換える切換えスイッチ２２を設けており、ＣＰＵ１１によって、この切換えスイッチ２２の切換えを制御するようにしている。
【００７３】
この切換えスイッチ２２は、ダイオード２１と抵抗１８との接続部に接続された第１の固定接点２２ａと、第２の入力端子７と抵抗１８との接続部に接続された第２の固定接点２２ｂと、マルチプレクサ１９の入力側に接続された可動接点２２ｃとを備えている。可動接点２２ｃは、電流出力によるセンサ４が接続されたときには、第１の固定接点２２ａ側に接続され、測温抵抗体によるセンサ３や熱電対によるセンサ２などの他のセンサが接続されたときには、第２の固定接点２２ｂ側に接続される。
【００７４】
この実施形態では、測温抵抗体によるセンサ３を、第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、定電流回路１５から測温抵抗体によるセンサ３に定電流を流した場合に、ダイオード２１によって定電流が抵抗１８へ流れるのが遮断され、精度よく温度を計測することが可能となる。このように逆向きに接続したダイオード２１によって定電流を遮断することができる。
【００７５】
一方、電流出力によるセンサ４を、第１，第２の入力端子６，７間に接続した場合には、上述の実施形態１とは逆向きに出力電流が流れ、抵抗１８によって電圧に変換されて計測されることになる。
【００７６】
以下、測温抵抗体によるセンサ３、電流出力によるセンサ４、熱電対によるセンサ２および電圧出力によるセンサ５がそれぞれ接続された各場合について説明する。
【００７７】
（ａ）測温抵抗体によるセンサ
測温抵抗体によるセンサ３を、図８に示すように、第１〜第３の入力端子６〜８に接続し、測温抵抗体によるセンサ３を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００７８】
これによって、ＣＰＵ１１は、切換えスイッチ２２の可動接点２２ｃを第２の固定接点２２ｂ側に接続し、また、定電流回路１５から定電流を供給し、測温抵抗体によるセンサ３には、定電流が流れる一方、上述のように、逆向きのダイオード２１によって定電流が遮断されて抵抗１８に流れることがない。
【００７９】
測温抵抗体によるセンサ３からの温度に対応するアナログ入力および導線抵抗に対応するアナログ入力は、第１，第３の入力端子６，８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力が第２の入力端子７および切換えスイッチ２２を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００８０】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記両アナログ入力を時分割に切換えてＡ／Ｄ変換器１０に与える一方、基準入力をＡ／Ｄ変換器１０に与える。
【００８１】
Ａ／Ｄ変換器１０に与えられたアナログ入力および基準入力は、ディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられ、ＣＰＵ１１では、計測した温度を、表示部１３に表示するとともに、目標温度になるように制御出力を与える。
【００８２】
（ｂ）電流出力によるセンサ
電流出力によるセンサ４を、図９に示すように、第１，第２の入力端子６，７間に上述の実施形態１とは逆向きに接続し、電流出力によるセンサ４を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００８３】
これによって、ＣＰＵ１１は、図９に示すように、切換えスイッチ２２の可動接点２２ｃを第１の固定接点２２ａ側に切換え接続する。
【００８４】
電流出力によるセンサ４からのアナログ入力は、第２の入力端子７を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第１の入力端子６および切換えスイッチ２２を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００８５】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換され、さらに、ＣＰＵ１１に与えられて対応する計測データに変換され、計測データが表示部１３に表示されるとともに、ＣＰＵ１１は、目標値になるように制御出力を与える。
【００８６】
（ｃ）熱電対によるセンサ
熱電対によるセンサ２を、図１０に示すように、第２，第３の入力端子７，８間に接続し、熱電対によるセンサ２を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００８７】
これによって、ＣＰＵ１１は、切換えスイッチ２２の可動接点２２ｃを、第２の入力端子２２ｂ側に切換え接続する。
【００８８】
熱電対によるセンサ２からのアナログ入力は、第３の入力端子８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第２の入力端子７および切換えスイッチ２２を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００８９】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられる。
【００９０】
ＣＰＵ１１では、温度データに変換するとともに、計測した温度を、表示部１３に表示するとともに、目標温度になるように制御出力を与える。
【００９１】
（ｄ）電圧出力によるセンサ
電圧出力によるセンサ５を、図１１に示すように、第２，第３の入力端子７，８間に接続し、電圧出力によるセンサ５を接続したことを設定部１２から設定入力する。
【００９２】
これによって、ＣＰＵ１１は、切換えスイッチ２２の可動接点２２ｃを、第２の入力端子２２ｂ側に切換え接続する。
【００９３】
電圧出力によるセンサ５からのアナログ入力は、第３の入力端子８を介してマルチプレクサ１９に与えられる一方、基準入力は、第２の入力端子７および切換えスイッチ２２を介してマルチプレクサ１９に与えられる。
【００９４】
マルチプレクサ１９は、ＣＰＵ１１からの制御信号に応じて、前記アナログ入力および基準入力を選択してＡ／Ｄ変換器１０に与え、Ａ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変換されてＣＰＵ１１に与えられる。
【００９５】
ＣＰＵ１１は、対応する計測データに変換し、計測データが表示部１３に表示されるとともに、ＣＰＵ１１は、目標値になるように制御出力を与える。
【００９６】
(その他の実施の形態)
上述の実施形態では、設定部から設定入力および表示部に表示を行なうようにしたけれども、本発明の他の実施形態として、通信によって設定や表示をできるようにしてもよい。
【００９７】
上述の実施の形態では、調節器に適用して説明したけれども、本発明の他の実施の形態として、温度、圧力、流量などの物理量を計測するデジタルパネルメータなどにも同様に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の一つの実施形態の計測機器のブロック図である。
【図２】測温抵抗体によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図３】電流出力によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図４】熱電対によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図５】電圧出力によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図６】本発明の他の実施形態の計測機器のブロック図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態の計測機器のブロック図である。
【図８】測温抵抗体によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図９】電流出力によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図１０】熱電対によるセンサを接続したときのブロック図である。
【図１１】電圧出力によるセンサを接続したときのブロック図である。
【符号の説明】
【００９９】
１，１ａ，１ｂ 計測機器
２ 熱電対によるセンサ
３ 測温抵抗体によるセンサ
４ 電流出力によるセンサ
５ 電圧出力によるセンサ
６〜８ 第１〜第３の入力端子
９，９ａ，９ｂ 入力回路
１０ Ａ／Ｄ変換器
１６,１７ 第１，第２のダイオード
２０ ツェナーダイオード
２１ ダイオード
２２ 切換えスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電対、測温抵抗体、電流出力および電圧出力のいずれかによるセンサを選択的に接続できるとともに、３つの入力端子を備える入力回路であって、
前記電流出力によるセンサが接続される２つの前記入力端子間には、一定電圧以上の入力電圧で導通する半導体素子と、抵抗とを直列に接続したことを特徴とする入力回路。
【請求項２】
前記半導体素子がダイオードである請求項１に記載の入力回路。
【請求項３】
前記ダイオードは、前記電流出力によるセンサの出力電流の向きと同じ順方向に接続され、前記一定電圧が前記ダイオードの順方向電圧である請求項２に記載の入力回路。
【請求項４】
前記ダイオードがツェナーダイオードであり、前記一定電圧がツェナー電圧である請求項２に記載の入力回路。
【請求項５】
熱電対、測温抵抗体、電流出力および電圧出力のいずれかによるセンサを選択的に接続できるとともに、３つの入力端子を備える入力回路であって、
前記電流出力によるセンサが接続される２つの前記入力端子間に、抵抗と半導体素子とを直列に接続する一方、前記電流出力によるセンサと前記測温抵抗体によるセンサとに応じて、基準入力となる入力端子を切換えるスイッチを設け、
前記半導体素子は、前記測温抵抗体によるセンサが接続されたときには、該測温抵抗体によるセンサに供給される定電流が前記抵抗に流れるのを遮断する一方、前記電流出力によるセンサが接続されたときには、該電流出力によるセンサの出力電流を前記抵抗に流すことを特徴とする入力回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の入力回路と、前記入力回路からのアナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記熱電対によるセンサまたは前記測温抵抗体によるセンサからのアナログ信号に基づいて、少なくとも温度を計測することを特徴とする計測機器。
【請求項１】
熱電対、測温抵抗体、電流出力および電圧出力のいずれかによるセンサを選択的に接続できるとともに、３つの入力端子を備える入力回路であって、
前記電流出力によるセンサが接続される２つの前記入力端子間には、一定電圧以上の入力電圧で導通する半導体素子と、抵抗とを直列に接続したことを特徴とする入力回路。
【請求項２】
前記半導体素子がダイオードである請求項１に記載の入力回路。
【請求項３】
前記ダイオードは、前記電流出力によるセンサの出力電流の向きと同じ順方向に接続され、前記一定電圧が前記ダイオードの順方向電圧である請求項２に記載の入力回路。
【請求項４】
前記ダイオードがツェナーダイオードであり、前記一定電圧がツェナー電圧である請求項２に記載の入力回路。
【請求項５】
熱電対、測温抵抗体、電流出力および電圧出力のいずれかによるセンサを選択的に接続できるとともに、３つの入力端子を備える入力回路であって、
前記電流出力によるセンサが接続される２つの前記入力端子間に、抵抗と半導体素子とを直列に接続する一方、前記電流出力によるセンサと前記測温抵抗体によるセンサとに応じて、基準入力となる入力端子を切換えるスイッチを設け、
前記半導体素子は、前記測温抵抗体によるセンサが接続されたときには、該測温抵抗体によるセンサに供給される定電流が前記抵抗に流れるのを遮断する一方、前記電流出力によるセンサが接続されたときには、該電流出力によるセンサの出力電流を前記抵抗に流すことを特徴とする入力回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の入力回路と、前記入力回路からのアナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記熱電対によるセンサまたは前記測温抵抗体によるセンサからのアナログ信号に基づいて、少なくとも温度を計測することを特徴とする計測機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−１９８９４６（Ｐ２００７−１９８９４６Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８７９４（Ｐ２００６−１８７９４）
【出願日】平成１８年１月２７日（２００６．１．２７）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２７日（２００６．１．２７）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
[ Back to top ]