温度センサの配置構造、温度校正装置、及び温度校正方法
【課題】温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正する際に、より簡便な構成で高精度に補正することができるとともに、製作コスト及び運転コストをも低減できる温度センサの配置構造、温度校正装置、温度校正方法を提供する。
【解決手段】温度センサ３を支持する支持体を備えた温度センサの配置構造であって、支持体として内部に空気Ａを通流可能に形成された円筒状の本体円筒部１を備え、棒状に形成された複数の温度センサ３が、本体円筒部１の径方向外側から軸芯Ｘ方向に向かって本体円筒部１内に挿入された状態で放射状に配置されるとともに、本体円筒部１の一端１ａから他端１ｂに向けて空気Ａを通流させ、放射状に配置された温度センサ３に空気Ａを供給するファン５を備えた。
【解決手段】温度センサ３を支持する支持体を備えた温度センサの配置構造であって、支持体として内部に空気Ａを通流可能に形成された円筒状の本体円筒部１を備え、棒状に形成された複数の温度センサ３が、本体円筒部１の径方向外側から軸芯Ｘ方向に向かって本体円筒部１内に挿入された状態で放射状に配置されるとともに、本体円筒部１の一端１ａから他端１ｂに向けて空気Ａを通流させ、放射状に配置された温度センサ３に空気Ａを供給するファン５を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサを支持する支持体を備えた温度センサの配置構造、及びこの温度センサの配置構造を備え、温度センサの計測温度を基準温度センサにより計測された基準温度にて補正する温度補正手段を備えた温度校正装置、並びにこの温度校正装置を用いた温度校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような温度センサの温度校正装置においては、複数の温度センサの計測温度と基準温度センサの基準温度との温度差を計測して、この温度差が小さくなるように補正値を算出し、この補正値を用いて計測温度を補正（校正）する際に、以下のような温度センサの配置構造が採用されていた。
【０００３】
例えば、棒状に形成された複数の温度センサを平行に密集接近させた状態で束にして配置し、その温度センサの束から少し離間した状態で平行に基準温度センサを配置する温度センサの配置構造が例示できる。
しかしながら、この温度センサの配置構造においては、複数の温度センサを密集接近した状態で束にして配置するため、温度センサの自己加熱によりその温度センサの周囲の空気が加熱される。よって、その温度センサの周囲に位置する温度センサは、温度センサの自己加熱により加熱された空気の温度を計測することになる。その結果、雰囲気中に存在する同一温度の空気を計測しようとしているにもかかわらず、各温度センサで異なる温度の空気を計測することになるという問題がある（いわゆる相互干渉）。
【０００４】
この問題を解決するため、自己加熱による影響を受けないように、例えば、棒状に形成された複数の温度センサを平行で相互に距離を離して配置し、その平行に配置された温度センサの一端側に平行に基準温度センサを配置する温度センサの配置構造が例示できるが、複数の温度センサに対して同一温度の空気を通流させることが難しくなる。この場合、各温度センサが離れた状態で配置されるため配置空間が広くなり、一端側に配置された基準温度センサで計測した基準温度と、他端側から配置された複数の温度センサの各計測温度とで、それぞれの計測温度差（温度ムラ）が発生し、正確な補正ができにくいという問題がある。
【０００５】
一方、上記温度センサの配置構造及び温度校正装置として、複数の温度センサ及び校正用温度センサ（本願の基準温度センサに相当）を収納可能な恒温ブロック（本願の支持体に相当）と、恒温ブロックを均一に昇温された状態に加熱するヒータと、を備えた温度センサの配置構造及び温度校正装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
この特許文献１に記載の温度センサの配置構造及び温度校正装置では、恒温ブロックを円筒状に形成し、複数の温度センサのセンシング部を恒温ブロックの軸芯と平行な方向に収納可能な収納孔を、この恒温ブロックの一方の端面に周方向で複数個設け、校正用温度センサのセンシング部を恒温ブロックの軸芯と平行な方向に収容可能な収納孔をこの端面の中心付近に一つ設ける構成とされている。
【０００７】
そして、特許文献１に記載の温度センサの配置構造及び温度校正装置では、複数の温度センサ及び校正用温度センサのそれぞれを各収納孔（密閉空間）に配置した状態で、ヒータに通電して恒温ブロックの各収納孔を均一な温度に維持し、複数の温度センサの計測温度及び校正用温度センサの基準温度を計測して、これら計測温度と基準温度とをそれぞれ比較する。これら計測温度が基準温度に対して大きな温度差がある場合にはその温度センサが不良であるとして交換し、温度差がほとんどない場合にはその温度センサをそのまま用いるという温度センサの補正（校正）を行うことにより、複数の温度センサと校正用温度センサとの温度差をできるだけ無くすことができ、これら温度差が少ない複数の温度センサを各検温点に配置することで、各検温点の温度を正確に監視できるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３０４６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献１に記載の温度センサの配置構造及び温度校正装置では、複数の温度センサ及び校正用温度センサをそれぞれ収納する複数の収納孔を備えた恒温ブロック、そしてこれを加熱するヒータを設ける必要があるが、複数の収納孔を均一な温度に維持可能な恒温ブロックの構成、及びこの恒温ブロックを均一な温度に加熱可能なヒータの構成は比較的複雑なものとなり、装置構成が比較的大きく、製作コストも大きくなりやすいという問題がある。この問題は、特に、温度センサの計測温度と校正用温度センサの基準センサとの温度差ができるだけ小さくなるように高精度に補正を行う場合に、より顕著に現れる。
また、ヒータにより恒温ブロックを加熱する構成であるので、加熱のためのエネルギーが比較的多く必要となり、より運転コストを軽減できることが好ましい。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正する際に、より簡便な構成で高精度に補正することができるとともに、製作コスト及び運転コストをも低減できる温度センサの配置構造、温度校正装置、温度校正方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る温度センサの配置構造は、温度センサを支持する支持体を備えた温度センサの配置構造であって、その特徴構成は、前記支持体として内部に空気を通流可能に形成された円筒状の本体円筒部を備え、棒状に形成された複数の前記温度センサが、前記本体円筒部の径方向外側から軸芯方向に向かって前記本体円筒部内に挿入された状態で放射状に配置されるとともに、
前記本体円筒部の一端から他端に向けて空気を通流させ、前記放射状に配置された前記温度センサに前記空気を供給するファンを備えた点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、内部に空気を通流可能に形成された円筒状の本体円筒部に、棒状に形成された複数の温度センサが、本体円筒部の径方向外側から軸芯方向に向かって本体円筒部内に挿入された状態で放射状に配置され、本体円筒部の一端から他端に向けて空気を通流させるファンを設けるだけの構成であるため、非常に簡便な構成で製作コストを低減した温度センサの配置構造とすることができる。
また、このような簡便な構成でありながら、本体円筒部の内部を通流する空気を、ファンにより当該本体円筒部内に放射状に配置された複数の温度センサにほぼ直交する状態で均一に供給することができるため、複数の温度センサの自己加熱を良好に防止して、複数の温度センサの各計測温度を雰囲気中の空気の温度を正確に反映した温度とすることができる。これにより、複数の温度センサの正確な計測温度を用いて、当該計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正することができ、補正後の温度センサが測定対象箇所に配置された際に雰囲気中の温度から上記自己加熱による温度上昇分だけ上昇した計測温度を示してしまうこと等を防止して、高精度な計測温度の補正を行うことが可能となる。
さらに、ヒータ等の消費電力の大きな機器を用いることなく、比較的低消費電力のファンを駆動する構成であるので、温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正する際の運転コストを低減することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る温度センサの配置構造の更なる特徴構成は、棒状に形成された基準温度センサが、前記本体円筒部の軸芯と平行で前記軸芯上に配置されている点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、棒状に形成された基準温度センサが本体円筒部の軸芯と平行でこの軸芯上に配置されているので、ファンによる本体円筒部内の空気の通流を妨げることがないとともに、本体円筒部内に放射状に配置された複数の温度センサと基準温度センサとの距離を均一に保つことができる。これにより、本体円筒部内における基準温度センサの基準温度と複数の温度センサの計測温度とを雰囲気中の空気の温度と同一にすることができ、基準温度と計測温度との温度ムラの発生を防止して、計測温度を基準温度にて補正する際に高精度な補正を行うことが可能となる。
【００１５】
本発明に係る温度センサの配置構造の更なる特徴構成は、前記ファンが前記本体円筒部の他端側に設けられ、前記ファンによる前記空気の流れ方向の上流側に前記基準温度センサ及び前記温度センサが配置されている点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、ファンが本体円筒部の他端側に設けられ、ファンによる空気の流れ方向の上流側に基準温度センサ及び温度センサが配置されているので、本体円筒部の内部を一端側から他端側に通流する空気が、基準温度センサ及び温度センサに供給された後、ファンを通過することとなる。これにより、ファンの発熱による影響を受けて、本体円筒部内を通流する空気が温度ムラのある空気となる等の不具合の発生を防止することができる。
【００１７】
本発明に係る温度センサの配置構造の更なる特徴構成は、前記本体円筒部の下部に当該本体円筒部を支持する本体台座部を備え、前記ファンにより前記本体円筒部の他端側から排出された空気が、前記本体台座部の上部から導入されて内部を通流し、当該本体台座部の側部から排出されるように構成されている点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、ファンにより本体円筒部の他端側から排出された空気が、本体台座部の上部から導入されて内部を通流し、本体台座部の側部から排出されるので、本体円筒部内を通流する空気の流れを阻害することがなく、本体円筒部の他端側から本体台座部の上部及び側部を介して外部に排出することができる。
また、空気の流れを阻害することがないことに加え、本体台座部を温調対象空間等の床部に載置するだけでよく、非常に持ち運び等取り扱いが容易な構成とすることができる。
【００１９】
上記目的を達成するための本発明に係る温度校正装置は、温調対象空間内の温度を計測する温度センサの計測温度を、基準温度センサにより計測された基準温度にて補正する温度補正手段を備えた温度校正装置であって、その特徴構成は、上記いずれか一つの特徴構成の温度センサの配置構造を備え、前記温度センサの配置構造に前記温度センサ及び前記基準温度センサを配置した状態で、
前記温度補正手段が、前記ファンを駆動させて前記温度センサの計測温度及び前記基準温度センサの基準温度を計測し、前記温度センサの計測温度を前記基準温度センサの基準温度にて補正するように構成されている点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、上記温度センサの配置構造に温度センサ及び基準温度センサを配置した状態で、温度補正手段がファンを駆動させて温度センサの計測温度及び基準温度センサの基準温度を計測し、温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正するので、温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正する際に、より簡便な構成で高精度に補正することができ、製作コスト及び運転コストをも低減できる温度校正装置を構成することができる。
【００２１】
上記目的を達成するための本発明に係る温度校正方法は、上記特徴構成の温度校正装置を用いて、前記温度センサの計測温度を前記基準温度にて補正する温度校正方法であって、
サンプリング時間内に前記温度センサ及び前記基準温度センサにて温度計測処理を行い、その温度計測処理における前記温度センサの計測温度を補正値にて補正した補正温度と前記温度計測処理における前記基準温度センサの基準温度との温度差を求め、その求めた温度差が許容範囲内であるか否かを判別する判別処理を行い、前記温度差が前記許容範囲外であれば前記温度差が前記許容範囲内となるまで前記温度計測処理及び前記判別処理を繰り返し実行する構成で、
前記許容範囲を第１許容範囲に設定し、前記補正値について、１回目の前記判別処理では補正値をゼロとし、２回目以降の前記判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第１補正工程を実行し、
前記温度差が前記第１許容範囲内になると、前記許容範囲を前記第１許容範囲よりも狭い範囲に設定された第２許容範囲に設定し、前記補正値について、１回目の前記判別処理では前記第１補正工程において前記温度差が前記第１許容範囲内となったときの補正値を用い、２回目以降の前記判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第２補正工程を実行して、
前記第２補正工程において前記温度差が前記第２許容範囲内であると判別したときの補正値を、前記計測温度を前記基準温度にて補正するときの校正用補正値として求め、前記計測温度に前記校正用補正値を加算して前記計測温度を補正する点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、第１補正工程では、まず、１回目の温度計測処理及び判別処理を行うが、このときの補正値をゼロとし、補正温度と基準温度との温度差が第１許容範囲内であるか否かを判別する。温度差が第１許容範囲内であれば、基準温度に対して計測温度が第１許容範囲内にあると判別できるので、補正値をゼロのままとする。温度差が第１許容範囲外であれば、基準温度に対して計測温度が第１許容範囲内にないと判別できるので、そのときの温度差を加算して補正値を更新し、２回目の温度計測処理及び判別処理を行う。これにより、２回目以降の判別処理では、計測温度を更新後の補正値により補正温度に補正しているので、基準温度に対して補正温度が第１許容範囲内にあるか否かを判別することができる。このようにして、第１補正工程では、基準温度に対して計測温度が第１許容範囲内になるように補正値を求めることができる。
第２補正工程では、第１補正工程と同様に、温度計測処理及び判別処理を行うが、１回目の判別処理では、第１補正工程において温度差が第１許容範囲内になったときの補正値を用いる。これにより、基準温度に対して計測温度が第１許容範囲内となる補正値を前提として、基準温度に対して計測温度が第１許容範囲よりも狭い範囲の第２許容範囲内になるように補正値を求めることができる。
そして、第２補正工程において温度差が第２許容範囲内であると判別したときの補正値を、計測温度を基準温度にて補正するときの校正用補正値として求めるので、より高精度に補正された校正用補正値により、計測温度を基準温度に高精度に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る温度センサの配置構造を備えた温度校正装置の概略構成を示す斜視図
【図２】温度校正装置の概略縦断面図
【図３】図２における矢示ＩＩＩ方向の概略横断面図
【図４】図２における矢示ＩＶ方向の概略横断面図
【図５】温度校正方法における、基準温度センサの基準温度が安定しているか否かを判定する判定処理、及び第１補正工程を示すフロー図
【図６】温度校正方法における第２補正工程を示すフロー図
【図７】（ａ）は、本願に係る温度校正装置を用いて、温度センサの計測温度の補正を行った場合の補正温度と経過時間との関係を示すグラフ図、（ｂ）は、温度センサを束にして配置する従来の温度校正装置を用いて、温度センサの計測温度の補正を行った場合の補正温度と経過時間との関係を示すグラフ図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明に係る温度センサの配置構造を備えた温度校正装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る温度センサの配置構造を備えた温度校正装置５０（以下、温度校正装置５０と略称する）の概略構成を示す斜視図、図２は、温度校正装置５０の概略縦断面図、図３は、図２における矢示ＩＩＩ方向の概略横断面図、図４は、図２における矢示ＩＶ方向の概略横断面図である。
【００２５】
まず、温度校正装置５０の構成について説明する。
なお、温度校正装置５０は、複数の温度センサ３を温調対象空間（図示せず）の各温度測定箇所に配置して、各温度測定箇所における温度を計測する前に、これら複数の温度センサ３が温度を正確に示しているか否かを、基準となる基準温度センサ４の基準温度との対比により判定し、正確に示している場合にはその温度センサ３をそのまま使用し、正確に示していない場合にはその温度センサ３の計測温度を補正（校正）してから使用して、各温度測定箇所における温度を正確に測定することができるようにする装置である。
【００２６】
ここで、図１、図２に示すように、複数の温度センサ３及び基準温度センサ４は、温度を電気信号に変換できる公知の温度センサであり、例えば、測温抵抗体、熱電対、半導体温度計などを用いることができる。そして、これら複数の温度センサ３及び基準温度センサ４は、棒状に形成され、一端が温度検知部３ａ，４ａとされ他端が拡径された挿入規制部３ｂ，４ｂとされている。なお、挿入規制部３ｂ，４ｂ側はそれぞれ、計測した温度情報等を後述する制御手段Ｃ内の温度補正手段１０に入出力可能に接続されている。
【００２７】
図１及び図２に示すように、温度校正装置５０は、内部に空気Ａを通流可能に形成された円筒状の本体円筒部１（温度センサ３を支持する支持体の一例）と、本体円筒部１の下部に当該本体円筒部１を支持する本体台座部２と、本体円筒部１の一端１ａから他端１ｂに向けて空気Ａを通流させるファン５と、温度校正装置５０の運転等を制御する制御手段Ｃとを備える。
【００２８】
本体円筒部１は、内部に空気Ａを通流可能な状態で、複数の長方形状の平板の長手方向の辺を密着して接触固定することにより（例えば、図１では、１２枚の平板を用いることにより）、円筒状に形成されている。なお、この円筒状に形成するための平板の数は適宜変更することができ、また、平板を用いることなく円弧状の円弧板を用いることもできる。更に、平板及び円弧板を用いることなく、形成時から断面円形状の円筒状に形成したものを用いることもできる。
【００２９】
本体円筒部１の一端１ａ側には、基準温度センサ４を配置可能な基準温度センサ配置部７としての、基準温度センサ挿入部７ａを備えた基準温度センサ配置ステー７ｂが本体円筒部１の径方向に固定配置されている。基準温度センサ挿入部７ａは、基準温度センサ４の挿入規制部４ｂを受入可能な円筒状の挿入孔として形成され、その底部に基準温度センサ４の温度検知部４ａを受入可能な挿入孔よりも小径の貫通孔を備えるように構成されている。したがって、この基準温度センサ挿入部７ａに基準温度センサ４を温度検知部４ａ側から挿入することで、挿入規制部４ｂの下端部を基準温度センサ挿入部７ａの上端部に当接させ、温度検知部４ａを基準温度センサ挿入部７ａの下端部から複数の温度センサ３側に突出させた状態で、基準温度センサ４を本体円筒部１の軸芯Ｘと平行で当該軸芯Ｘ上に配置することができるように構成されている。
【００３０】
本体円筒部１の他端１ｂ側にはファン５が設けられ、このファン５により外部空間から本体円筒部１内に空気Ａを吸引し、本体円筒部１の一端１ａ側から他端１ｂ側にこの空気Ａを通流させるとともに、後述する本体台座部２の上部２ａ及び側部２ｂ（空気排出孔８）を介して外部空間に空気Ａを排出可能に構成されている。なお、このファン５は公知の軸流ファンやシロッコファン等を用いることができ、本実施形態では、図２及び図４に示すように、軸流ファンが用いられている。
【００３１】
そして、本体円筒部１の一端１ａと他端１ｂとの間には、温度センサ３を放射状に配置可能な円筒状の温度センサ挿入部６（温度センサ配置部の一例）が、本体円筒部１を径方向に貫通し当該本体円筒部１内に突出する形態で、周方向に複数設けられている。この温度センサ挿入部６は、図１では、例えば、周方向に均等の角度（例えば、３０度）を置いて１２箇所設けられている。温度センサ挿入部６は、温度センサ３の挿入規制部３ｂを受入可能な円筒状の挿入孔として形成され、その一端部に温度センサ３の温度検知部３ａを受入可能な挿入孔よりも小径の貫通孔を備えるように構成されている。したがって、この温度センサ挿入部６に温度センサ３を温度検知部３ａ側から挿入することで、挿入規制部３ｂを温度センサ挿入部６の一端部に当接させ、温度検知部３ａを温度センサ挿入部６の一端部から本体円筒部１の軸芯Ｘ側（基準温度センサ４の温度検知部４ａ側）に突出させた状態で、複数の温度センサ３を本体円筒部１の軸芯Ｘと略直交する状態で放射状に配置することができるように構成されている。
【００３２】
したがって、本体円筒部１内において、複数の温度センサ３の隣接する温度検知部３ａ同士を、互いに均等な位置に配置することができるとともに、これら複数の温度検知部３ａと基準温度センサ４の温度検知部４ａとの距離も均一に保つことができるため、温度センサ３同士の相互加熱による影響や温度ムラによる影響を排除することができるように、複数の温度センサ３及び基準温度センサ４を配置することが可能となっている。
【００３３】
本体台座部２は、概略箱状に形成され、その上部２ａに本体円筒部１を配置して支持することが可能に構成されている。本体台座部２の上部２ａ（本体円筒部１の他端１ｂ側に相当）には、本体円筒部１の他端１ｂと連通する開口部が形成され、この開口部にファン５が当該本体台座部２内に突出する状態で固定配置されている。本体台座部２の側部２ｂには、外部空間と連通する複数の空気排出孔８が形成されている。この空気排出孔８は、図１及び図２では、例えば、本体台座部２の４つの側部２ｂ全てに形成されている。
【００３４】
制御手段Ｃは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、記憶部等からなり、当該ＣＰＵにより所定のプログラムを実行して情報を処理することができる公知の情報処理手段で構成される。図２に示すように、制御手段Ｃは、温度補正手段１０としての温度計測判別処理部１０ａと、校正用補正値演算部１０ｂと、記憶部１１とを備えて構成されている。
【００３５】
温度計測判別処理部１０ａは、サンプリング時間内に温度センサ３及び基準温度センサ４にて温度計測処理を行い、その温度計測処理における温度センサ３の計測温度を補正値にて補正した補正温度と温度計測処理における基準温度センサ４の基準温度との温度差を求め、その求めた温度差が許容範囲内であるか否かを判別する判別処理を行い、温度差が許容範囲外であれば温度差が許容範囲内となるまで温度計測処理及び判別処理を繰り返し行うように構成されている。この温度計測処理及び判別処理の詳細については、後述するが、温度計測判別処理部１０ａは、許容範囲を第１許容範囲に設定し、補正値について、１回目の判別処理では補正値をゼロとし、２回目以降の判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第１補正工程を行い、温度差が第１許容範囲内になると、許容範囲を第１許容範囲よりも狭い範囲に設定された第２許容範囲に設定し、補正値について、１回目の判別処理では第１補正工程において温度差が第１許容範囲内となったときの補正値を用い、２回目以降の判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第２補正工程を行う構成とされている。
【００３６】
校正用補正値演算部１０ｂは、温度計測判別処理部１０ａが第２補正工程において温度差が第２許容範囲内であると判別したときの補正値を、計測温度を基準温度にて補正するときの校正用補正値として求める構成とされている。なお、同様に、校正用補正値演算部１０ｂは、段階的な補正工程である第３補正工程以降において第３許容範囲内等であると判別したときの補正値を、校正用補正値として求めることも可能に構成されている。
【００３７】
記憶部１１は、温度計測判別処理部１０ａにて計測された温度センサ３の計測温度、基準温度センサ４の基準温度、第１補正工程や第２補正工程で用いられる補正値等を記憶することができるように構成されている。
【００３８】
表示部１２は、公知のＬＥＤやＬＣＤ等の表示機構により構成され、温度計測判別処理部１０ａにて計測された温度センサ３の計測温度、基準温度センサ４の基準温度、第１補正工程や第２補正工程で用いられる補正値等を表示することが可能に構成されている。
【００３９】
入力部１３は、公知のキーボード等のインターフェースにより構成され、第１補正工程に用いられる第１回目の判別処理における補正値等を制御手段Ｃの温度補正手段１０に入力可能に構成されている。
【００４０】
以上が、本発明に係る温度校正装置５０の構成であるが、この温度校正装置５０を用いて複数の温度センサ３の計測温度を補正（校正）する温度校正方法について、図５及び図６を用いて以下に説明する。
図５は、温度校正方法における、基準温度センサの基準温度が安定しているか否かを判定する判定処理、及び第１補正工程を示すフロー図であり、図６は、温度校正方法における第２補正工程を示すフロー図である。
【００４１】
図５に示すように、温度校正装置５０の運転が開始されると、温度補正手段１０（制御手段Ｃ）は、所定の回転速度でファン５を回転駆動させて、本体円筒部１の一端１ａ側から他端１ｂ側に一定風速で一定流量の空気Ａを通流させ、本体台座部２の上部２ａ及びファン５を介して本体台座部２の側部２ｂから外部空間に当該空気Ａを排出させる。そして、入力部１３から第１補正工程において１回目の判別処理に用いられる補正値ＢＡを、０とする指令が入力されると（ステップ♯１）、温度センサ３の計測温度ＰＶに補正値ＢＡを加算して補正した補正温度と基準温度センサ４の基準温度ＳＰとの温度差ＢＡが許容範囲内となるように、温度センサ３の計測温度ＰＶを補正する補正値ＢＡを求める自動補正がスタートする（ステップ♯２）。
【００４２】
そして、温度補正手段１０の温度計測判定処理部１０ａは、基準温度センサ４により計測された基準温度ＳＰが安定しているか否かを判定する判定処理を行う（ステップ♯３〜ステップ♯６）。この判定処理は第１補正工程及び第２補正工程が実行される前に行われ、基準温度ＳＰの信頼性を向上させることができる。
具体的には、この判定処理においては、Ｘ秒毎（例えば、０．０２秒毎）のサンプリング周期で基準温度ＳＰをＮｚ回のサンプリング回数取得し、この基準温度ＳＰの平均値ＳＰａを算出するとともに（ステップ♯３）、Ｘ秒毎にこの取得した基準温度ＳＰの最大値ＳＰｍａｘ及び最小値ＳＰｍｉｎを取得する（ステップ♯４）。そして、最大値ＳＰｍａｘ及び最小値ＳＰｍｉｎが、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａ±Ｔｚ以内か否かを判定し（ステップ♯５）、平均値ＳＰａ±Ｔｚ以内でなければ（ステップ♯５：Ｎｏ）、表示部１２にアラームを表示して（ステップ♯６）ステップ♯３に戻り、平均値ＳＰａの算出、最大値ＳＰｍａｘ及び最小値ＳＰｍｉｎの取得、上記判定を繰り返す（ステップ♯３〜ステップ♯６）。一方、平均値ＳＰａ±Ｔｚ以内であれば（ステップ♯５：Ｙｅｓ）、基準温度ＳＰが安定していると判別して、第１補正工程を実行する。よって、基準温度センサ４の基準温度ＳＰが安定した状態としたうえで、第１補正工程及び第２補正工程において、この安定した基準温度ＳＰと温度センサ３の計測温度ＰＶを補正値ＢＡにて補正した補正温度との温度差ＢＡｘを、より高精度に求めることができる。
【００４３】
次に、温度計測判定処理部１０ａは、第１補正工程を実行する（ステップ♯７〜ステップ♯１８）。第１補正工程では、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａを初期化し、計測温度ＰＶの最大値ＰＶｍａｘ、最小値ＰＶｍｉｎ、平均値ＰＶａがある場合にはこれら値も初期化する（ステップ♯７）。そして、サンプリング時間内において温度センサ３及び基準温度センサ４にて温度計測処理を行う（ステップ♯８〜ステップ♯１０）。ここで、サンプリング時間は、サンプリング周期（Ｘ秒毎）とサンプリング回数（Ｎａ）との積である。
温度計測処理では、Ｘ秒毎（例えば、０．０２秒毎）のサンプリング周期で温度センサ３の計測温度ＰＶをＮａ回（例えば、１００回）のサンプリング回数取得し、取得した計測温度ＰＶに補正値ＢＡを加算して補正温度の平均値ＰＶａを算出するとともに（ステップ♯８）、Ｘ秒毎のサンプリング周期で温度センサ３の計測温度ＰＶをＮａ回（例えば、１００回）のサンプリング回数取得し、取得した計測温度ＰＶに補正値ＢＡを加算して最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎを取得する（ステップ♯９）。ここで、計測温度ＰＶに加算される補正値ＢＡは、ステップ♯１において入力部１３から入力された値である０とされている。さらに、Ｘ秒毎（例えば、０．０２秒毎）のサンプリング周期で基準温度センサ４の基準温度ＳＰをＮａ回（例えば、１００回）のサンプリング回数取得し、取得した基準温度ＳＰの平均値ＳＰａを算出する（ステップ♯１０）。
そして、最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎが、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内か否かを判定し（ステップ♯１１）、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内でなければ（ステップ♯１１：Ｎｏ）、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内でないことが５回カウントされていないときはステップ♯７に戻り（ステップ♯１２：Ｎｏ）、５回カウントされているときには（ステップ♯１２：Ｙｅｓ）表示部１２にアラームを表示する（ステップ♯１３）。これにより、平均値ＰＶａの信頼性を向上することができ、平均値ＰＶａの信頼性が低い場合には、アラームを表示してオペレータ等に報知することができる。
ステップ♯１１において最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎが平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内である場合には（ステップ♯１１：Ｙｅｓ）、１回目の判別処理として基準温度ＳＰの平均値ＳＰａと計測温度ＰＶ（補正温度）の平均値ＰＶａとの温度差ＢＡｘを算出し（ステップ♯１４）、そして、温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ以内か否かを判別する（ステップ♯１５）。温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ以内でない場合には（ステップ♯１５：Ｎｏ）、補正値ＢＡ（１回目の判別処理では、ＢＡ＝０）に温度差ＢＡｘを加算して、当該補正値ＢＡを更新後の補正値ＢＡに更新し（ステップ♯１６）、ステップ♯７に戻る。そして、この更新後の補正値ＢＡにより、２回目以降の判別処理では、温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ以内に入るまで繰り返し補正値ＢＡの更新が行われる（ステップ♯７〜ステップ♯１６）。これにより、第１補正工程では、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第１許容範囲±Ｔａ内になるように更新後の補正値ＢＡを求めることができる。なお、ステップ♯１６における補正値ＢＡの更新と同時に、温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ以外であることが３回カウントされていないときは（ステップ♯１７：Ｎｏ）ステップ♯１６に戻り、３回カウントされているときには（ステップ♯１７：Ｙｅｓ）表示部１２にアラームを表示する（ステップ♯１８）。これにより、温度差ＢＡｘの値が第１許容範囲±Ｔａの範囲に収まらない場合には、アラームを表示して報知することができ、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａ、計測温度ＰＶやこれに補正値ＢＡを加算した補正温度、当該補正値ＢＡ（本例ではＢＡ＝０）等が、適正でない可能性があると推定することが可能となる。
一方、温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ以内である場合には（ステップ♯１５：Ｙｅｓ）、第２補正工程に移行する。
【００４４】
次に、図６に示すように、温度計測判定処理部１０ａは、第２補正工程を実行する（ステップ♯２１〜ステップ♯３３）。この第２補正工程では、第１補正工程と同様の補正を行うが、温度計測処理における計測温度ＰＶ及び基準温度ＳＰのサンプリング周期（Ｘ秒毎）はそのままでサンプリング回数をＮａ回（例えば、１００回）からＮｂ回（例えば、２５０回）に増加させる形態で、第１補正工程におけるサンプリング時間よりも第２補正工程におけるサンプリング時間を長くするように構成されている点で異なる。また、第２補正工程において、サンプリング時間内に取得した計測温度ＰＶを補正する際の補正値ＢＡを、第１補正工程において温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａに入った際の補正値ＢＡを用いている点でも、第１補正工程とは異なる。さらに、第１補正工程で用いられる第１許容範囲±Ｔａよりも狭い範囲の第２許容範囲±Ｔｂを、第２補正工程において用いる点においても異なる。これにより、第２補正工程においては、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第１許容範囲±Ｔａ内となる補正値ＢＡを前提として、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第１許容範囲±Ｔａよりも狭い範囲の第２許容範囲±Ｔｂになるように高精度に補正値ＢＡを求めることができる。以下、第２補正工程について説明する。
【００４５】
第２補正工程では、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａ、計測温度ＰＶの最大値ＰＶｍａｘ、最小値ＰＶｍｉｎ、平均値ＰＶａを初期化する（ステップ♯２１）。そして、サンプリング時間内において温度センサ３及び基準温度センサ４にて温度計測処理を行う（ステップ♯２２〜ステップ♯２４）。ここで、サンプリング時間は、サンプリング周期（Ｘ秒毎）とサンプリング回数（Ｎｂ）との積である。
温度計測処理では、Ｘ秒毎（例えば、０．０２秒毎）のサンプリング周期で温度センサ３の計測温度ＰＶをＮｂ回（例えば、２５０回）のサンプリング回数取得し、取得した計測温度ＰＶに補正値ＢＡ（第１補正工程で温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ内となった際の補正値ＢＡ）を加算して平均値ＰＶａを算出するとともに（ステップ♯２２）、Ｘ秒毎のサンプリング周期で温度センサ３の計測温度ＰＶをＮｂ回のサンプリング回数取得し、取得した計測温度ＰＶに補正値ＢＡ（第１補正工程で温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ内となった際の補正値ＢＡ）を加算して最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎを取得する（ステップ♯２３）。さらに、Ｘ秒毎（例えば、０．０２秒毎）のサンプリング周期で基準温度センサ４の基準温度ＳＰをＮｂ回（例えば、２５０回）のサンプリング回数取得し、取得した基準温度ＳＰの平均値ＳＰａを算出する（ステップ♯２４）。
そして、最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎが、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内か否かを判定し（ステップ♯２５）、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内でなければ（ステップ♯２５：Ｎｏ）、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内でないことが５回カウントされていないときはステップ♯２１に戻り（ステップ♯２６：Ｎｏ）、５回カウントされているときには（ステップ♯２６：Ｙｅｓ）表示部１２にアラームを表示する（ステップ♯２７）。これにより、平均値ＰＶａの信頼性を向上することができ、平均値ＰＶａの信頼性が低い場合には、アラームを表示してオペレータ等に報知することができる。
ステップ♯２５において最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎが平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内である場合には（ステップ♯２５：Ｙｅｓ）、１回目の判別処理として基準温度ＳＰの平均値ＳＰａと計測温度ＰＶ（補正温度）の平均値ＰＶａとの温度差ＢＡｘを算出し（ステップ♯２８）、そして、温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以内か否かを判別する（ステップ♯２９）。なお、第２許容範囲±Ｔｂは第１許容範囲±Ｔａよりも狭い範囲に設定されている。温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以内でない場合には（ステップ♯２９：Ｎｏ）、補正値ＢＡ（１回目の判別処理では、補正値ＢＡは第１補正工程において温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ内に入った場合における補正値ＢＡ）に温度差ＢＡｘを加算して、当該補正値ＢＡを更新後の補正値ＢＡに更新し（ステップ♯３０）、ステップ♯２１に戻る。この更新後の補正値ＢＡにより、２回目以降の判別処理では、温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以内に入るまで繰り返し補正値ＢＡの更新が行われる（ステップ♯２１〜ステップ♯３０）。これにより、第２補正工程では、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第２許容範囲±Ｔｂ内になるように更新後の補正値ＢＡをより高精度に求めることができる。なお、補正値ＢＡの更新と同時に、温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以外であることが３回カウントされていないときは（ステップ♯３１：Ｎｏ）ステップ♯３０に戻り、３回カウントされているときには（ステップ♯３１：Ｙｅｓ）表示部１２にアラームを表示する（ステップ♯３２）。これにより、温度差ＢＡｘの値が第２許容範囲±Ｔｂの範囲に収まらない場合には、アラームを表示して報知することができ、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａ、計測温度ＰＶやこれに補正値ＢＡを加算した補正温度、当該補正値ＢＡ等が、適正でない可能性があると推定することが可能となる。
一方、温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以内である場合には（ステップ♯２９：Ｙｅｓ）、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａ、計測温度ＰＶの最大値ＰＶｍａｘ、最小値ＰＶｍｉｎ、平均値ＰＶａを初期化し（ステップ♯３３）、ファン５を停止して、自動補正を終了する。
【００４６】
そして、校正用補正値演算部１０ｂは、温度計測判別処理部１０ａが温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以内であると判別したときの補正値ＢＡを、計測温度ＰＶを基準温度ＳＰにて補正するときの校正用補正値として求める。このようにして得られた校正用補正値を、温度センサ３の計測温度ＰＶに加算して補正することにより、温度センサ３の計測温度ＰＶを基準温度センサ４の基準温度ＳＰに対して第２許容範囲±Ｔｂ内とすることができ、高精度の補正を実現することができる。例えば、第１許容範囲±Ｔａを±０．０５０℃、第２許容温度±Ｔｂを±０．０２５℃、或いは第１許容範囲±Ｔａを±０．０２５℃、第２許容温度±Ｔｂを±０．０１０℃とすることにより、第１補正工程から第２補正工程に進むにつれて、より高精度に補正を行うことができる。
【００４７】
［実施例］
ここで、本願の温度校正装置５０を用いて複数の温度センサ３の計測温度ＰＶの補正を行った。その結果を、計測温度ＰＶの最大値を有する温度センサ３と最小値を有する温度センサ３とについて代表して、図７（ａ）に示す。なお、図７（ａ）は、本願に係る温度校正装置５０を用いて、温度センサの計測温度の補正を行った場合の補正温度と経過時間との関係を示すグラフ図である。
この図７（ａ）から判明するように、複数の温度センサ３の計測温度ＰＶは、最小値が２２．９５℃程度であり、最大値が２３．０５℃程度であるので、その最大幅は０．１℃程度となっている。
【００４８】
［比較例］
一方、背景技術の欄で説明した、棒状に形成された温度センサの複数を平行に密集接近させた状態で束にして配置し、その温度センサの束から少し離間した状態で平行に基準温度センサを配置する温度センサの配置構造を採用した温度校正装置を用いて複数の温度センサの計測温度ＰＶの補正を行った。その結果を、計測温度ＰＶの最大値を有する温度センサと最小値を有する温度センサ３とについて代表して、図７（ｂ）に示す。なお、図７（ｂ）は、温度センサを束にして配置する従来の温度校正装置を用いて、温度センサの計測温度の補正を行った場合の補正温度と経過時間との関係を示すグラフ図である。
この図７（ｂ）から判明するように、複数の温度センサの計測温度ＰＶは、最小値が、２２．９０℃程度であり、最大値が２３．０８℃程度であるので、その最大幅は０．１８℃程度となっている。
【００４９】
よって、本願の温度校正装置５０を用いた最大幅（０．１℃程度）は、従来の温度校正装置を用いた最大幅（０．１８℃程度）に対して、０．０８℃程度（４５％程度）改善している。両者は分布測定の対象空間と装置構成が異なるため、上記最大幅の改善のすべてが温度校正装置が異なることによるものと考えることは困難であるが、温度校正装置が異なることが、仮に改善の５０％に寄与していると推定しても、本願に係る温度校正装置５０を用いると従来の温度校正装置を用いた場合と比較して、２３％程度の改善を期待することができる。
【００５０】
＜別実施形態＞
（１）上記実施形態では、温度校正装置５０を用いて温度センサ３の計測温度ＰＶを基準温度ＳＰにて補正するにあたり、上記温度計測処理及び判別処理を繰り返し行って温度センサ３の計測温度ＰＶに補正値ＢＡを加算した補正温度と基準温度センサ４の基準温度ＳＰとの温度差ＢＡｘが、所定の許容範囲内に入るように補正値ＢＡを更新したが、ある程度の精度を確保できる温度センサ３の温度校正方法であれば、特に制限なく採用することができる。例えば、温度校正装置５０を用いて公知の温度センサの温度校正方法により温度センサの計測温度の補正を行うこともできる。
【００５１】
（２）上記実施形態では、温度校正装置５０を用いて、第１補正工程、第２補正工程を実行する温度校正方法としたが、温度センサに要求される精度に応じて、第１補正工程のみ、第１補正工程及び第２補正工程及び第３補正工程、或いは、第３補正工程に加えて、段階的に補正工程を追加して実行する構成としてもよい。
例えば、第１補正工程及び第２補正工程及び第３補正工程を行う場合には、上記第１補正工程及び第２補正工程に加え、温度計測判定処理部１０ａが、第３補正工程を実行する。この第３補正工程では、第２補正工程と同様の補正を行うが、温度計測処理における計測温度ＰＶ及び基準温度ＰＶのサンプリング周期（Ｘ秒毎）はそのままでサンプリング回数をＮｂ回（例えば、２５０回）からＮｃ回（例えば、５００回）に増加させる形態で、第２補正工程におけるサンプリング時間よりも第３補正工程におけるサンプリング時間を長くするように構成されている点で異なる。また、第３補正工程において、サンプリング時間内に取得した計測温度ＰＶを補正する際の補正値ＢＡを、第２補正工程において温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂに入った際の補正値ＢＡを用いている点でも、第２補正工程とは異なる。さらに、第２補正工程で用いられる第２許容範囲よりも狭い範囲の第３許容範囲を第３補正工程において用いる点においても異なる。これにより、第３補正工程においては、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第２許容範囲±Ｔｂ内となる補正値ＢＡを前提として、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第２許容範囲±Ｔｂよりも狭い範囲の第３許容範囲±Ｔｃになるように高精度に補正値ＢＡを求めることができる。
【００５２】
（３）上記実施形態では、ファン５を本体円筒部１の他端１ｂ側に設けたが、ファン５による発熱の影響が少ない場合には、ファン５を本体円筒部１の一端側１ａに設けることもできる。また、ファン５を本体台座部２内の側部２ｂに設ける構成とすることもできる。
【００５３】
（４）上記実施形態では、基準温度センサ４を基準温度センサ配置ステー７ｂの基準温度センサ挿入部７ａに挿入して、基準温度センサ４の全体を本体円筒部１内に挿入した状態で配置する構成としたが、基準温度センサ４の温度検知部４ａが本体円筒部１内に挿入されていれば、基準温度センサ４の全体が本体円筒部１内に配置されている構成でなくてもよい。例えば、基準温度センサ配置ステーを本体円筒部１の上部に設け、基準温度センサ配置ステーの基準温度センサ挿入部に基準温度センサを挿入して、基準温度センサの温度検知部が本体円筒部内に配置されるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正する際に、より簡便な構成で高精度に補正することができるとともに、製作コスト及び運転コストをも低減できる技術として有用に利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 本体円筒部（支持体）
１ａ 本体円筒部の一端
１ｂ 本体円筒部の他端
２ 本体台座部
２ａ 本体台座部の上部
２ｂ 本体台座部の側部
３ 温度センサ
４ 基準温度センサ
５ ファン
５０ 温度校正装置
Ａ 空気
Ｘ 軸芯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサを支持する支持体を備えた温度センサの配置構造、及びこの温度センサの配置構造を備え、温度センサの計測温度を基準温度センサにより計測された基準温度にて補正する温度補正手段を備えた温度校正装置、並びにこの温度校正装置を用いた温度校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような温度センサの温度校正装置においては、複数の温度センサの計測温度と基準温度センサの基準温度との温度差を計測して、この温度差が小さくなるように補正値を算出し、この補正値を用いて計測温度を補正（校正）する際に、以下のような温度センサの配置構造が採用されていた。
【０００３】
例えば、棒状に形成された複数の温度センサを平行に密集接近させた状態で束にして配置し、その温度センサの束から少し離間した状態で平行に基準温度センサを配置する温度センサの配置構造が例示できる。
しかしながら、この温度センサの配置構造においては、複数の温度センサを密集接近した状態で束にして配置するため、温度センサの自己加熱によりその温度センサの周囲の空気が加熱される。よって、その温度センサの周囲に位置する温度センサは、温度センサの自己加熱により加熱された空気の温度を計測することになる。その結果、雰囲気中に存在する同一温度の空気を計測しようとしているにもかかわらず、各温度センサで異なる温度の空気を計測することになるという問題がある（いわゆる相互干渉）。
【０００４】
この問題を解決するため、自己加熱による影響を受けないように、例えば、棒状に形成された複数の温度センサを平行で相互に距離を離して配置し、その平行に配置された温度センサの一端側に平行に基準温度センサを配置する温度センサの配置構造が例示できるが、複数の温度センサに対して同一温度の空気を通流させることが難しくなる。この場合、各温度センサが離れた状態で配置されるため配置空間が広くなり、一端側に配置された基準温度センサで計測した基準温度と、他端側から配置された複数の温度センサの各計測温度とで、それぞれの計測温度差（温度ムラ）が発生し、正確な補正ができにくいという問題がある。
【０００５】
一方、上記温度センサの配置構造及び温度校正装置として、複数の温度センサ及び校正用温度センサ（本願の基準温度センサに相当）を収納可能な恒温ブロック（本願の支持体に相当）と、恒温ブロックを均一に昇温された状態に加熱するヒータと、を備えた温度センサの配置構造及び温度校正装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
この特許文献１に記載の温度センサの配置構造及び温度校正装置では、恒温ブロックを円筒状に形成し、複数の温度センサのセンシング部を恒温ブロックの軸芯と平行な方向に収納可能な収納孔を、この恒温ブロックの一方の端面に周方向で複数個設け、校正用温度センサのセンシング部を恒温ブロックの軸芯と平行な方向に収容可能な収納孔をこの端面の中心付近に一つ設ける構成とされている。
【０００７】
そして、特許文献１に記載の温度センサの配置構造及び温度校正装置では、複数の温度センサ及び校正用温度センサのそれぞれを各収納孔（密閉空間）に配置した状態で、ヒータに通電して恒温ブロックの各収納孔を均一な温度に維持し、複数の温度センサの計測温度及び校正用温度センサの基準温度を計測して、これら計測温度と基準温度とをそれぞれ比較する。これら計測温度が基準温度に対して大きな温度差がある場合にはその温度センサが不良であるとして交換し、温度差がほとんどない場合にはその温度センサをそのまま用いるという温度センサの補正（校正）を行うことにより、複数の温度センサと校正用温度センサとの温度差をできるだけ無くすことができ、これら温度差が少ない複数の温度センサを各検温点に配置することで、各検温点の温度を正確に監視できるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３０４６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献１に記載の温度センサの配置構造及び温度校正装置では、複数の温度センサ及び校正用温度センサをそれぞれ収納する複数の収納孔を備えた恒温ブロック、そしてこれを加熱するヒータを設ける必要があるが、複数の収納孔を均一な温度に維持可能な恒温ブロックの構成、及びこの恒温ブロックを均一な温度に加熱可能なヒータの構成は比較的複雑なものとなり、装置構成が比較的大きく、製作コストも大きくなりやすいという問題がある。この問題は、特に、温度センサの計測温度と校正用温度センサの基準センサとの温度差ができるだけ小さくなるように高精度に補正を行う場合に、より顕著に現れる。
また、ヒータにより恒温ブロックを加熱する構成であるので、加熱のためのエネルギーが比較的多く必要となり、より運転コストを軽減できることが好ましい。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正する際に、より簡便な構成で高精度に補正することができるとともに、製作コスト及び運転コストをも低減できる温度センサの配置構造、温度校正装置、温度校正方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る温度センサの配置構造は、温度センサを支持する支持体を備えた温度センサの配置構造であって、その特徴構成は、前記支持体として内部に空気を通流可能に形成された円筒状の本体円筒部を備え、棒状に形成された複数の前記温度センサが、前記本体円筒部の径方向外側から軸芯方向に向かって前記本体円筒部内に挿入された状態で放射状に配置されるとともに、
前記本体円筒部の一端から他端に向けて空気を通流させ、前記放射状に配置された前記温度センサに前記空気を供給するファンを備えた点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、内部に空気を通流可能に形成された円筒状の本体円筒部に、棒状に形成された複数の温度センサが、本体円筒部の径方向外側から軸芯方向に向かって本体円筒部内に挿入された状態で放射状に配置され、本体円筒部の一端から他端に向けて空気を通流させるファンを設けるだけの構成であるため、非常に簡便な構成で製作コストを低減した温度センサの配置構造とすることができる。
また、このような簡便な構成でありながら、本体円筒部の内部を通流する空気を、ファンにより当該本体円筒部内に放射状に配置された複数の温度センサにほぼ直交する状態で均一に供給することができるため、複数の温度センサの自己加熱を良好に防止して、複数の温度センサの各計測温度を雰囲気中の空気の温度を正確に反映した温度とすることができる。これにより、複数の温度センサの正確な計測温度を用いて、当該計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正することができ、補正後の温度センサが測定対象箇所に配置された際に雰囲気中の温度から上記自己加熱による温度上昇分だけ上昇した計測温度を示してしまうこと等を防止して、高精度な計測温度の補正を行うことが可能となる。
さらに、ヒータ等の消費電力の大きな機器を用いることなく、比較的低消費電力のファンを駆動する構成であるので、温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正する際の運転コストを低減することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る温度センサの配置構造の更なる特徴構成は、棒状に形成された基準温度センサが、前記本体円筒部の軸芯と平行で前記軸芯上に配置されている点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、棒状に形成された基準温度センサが本体円筒部の軸芯と平行でこの軸芯上に配置されているので、ファンによる本体円筒部内の空気の通流を妨げることがないとともに、本体円筒部内に放射状に配置された複数の温度センサと基準温度センサとの距離を均一に保つことができる。これにより、本体円筒部内における基準温度センサの基準温度と複数の温度センサの計測温度とを雰囲気中の空気の温度と同一にすることができ、基準温度と計測温度との温度ムラの発生を防止して、計測温度を基準温度にて補正する際に高精度な補正を行うことが可能となる。
【００１５】
本発明に係る温度センサの配置構造の更なる特徴構成は、前記ファンが前記本体円筒部の他端側に設けられ、前記ファンによる前記空気の流れ方向の上流側に前記基準温度センサ及び前記温度センサが配置されている点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、ファンが本体円筒部の他端側に設けられ、ファンによる空気の流れ方向の上流側に基準温度センサ及び温度センサが配置されているので、本体円筒部の内部を一端側から他端側に通流する空気が、基準温度センサ及び温度センサに供給された後、ファンを通過することとなる。これにより、ファンの発熱による影響を受けて、本体円筒部内を通流する空気が温度ムラのある空気となる等の不具合の発生を防止することができる。
【００１７】
本発明に係る温度センサの配置構造の更なる特徴構成は、前記本体円筒部の下部に当該本体円筒部を支持する本体台座部を備え、前記ファンにより前記本体円筒部の他端側から排出された空気が、前記本体台座部の上部から導入されて内部を通流し、当該本体台座部の側部から排出されるように構成されている点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、ファンにより本体円筒部の他端側から排出された空気が、本体台座部の上部から導入されて内部を通流し、本体台座部の側部から排出されるので、本体円筒部内を通流する空気の流れを阻害することがなく、本体円筒部の他端側から本体台座部の上部及び側部を介して外部に排出することができる。
また、空気の流れを阻害することがないことに加え、本体台座部を温調対象空間等の床部に載置するだけでよく、非常に持ち運び等取り扱いが容易な構成とすることができる。
【００１９】
上記目的を達成するための本発明に係る温度校正装置は、温調対象空間内の温度を計測する温度センサの計測温度を、基準温度センサにより計測された基準温度にて補正する温度補正手段を備えた温度校正装置であって、その特徴構成は、上記いずれか一つの特徴構成の温度センサの配置構造を備え、前記温度センサの配置構造に前記温度センサ及び前記基準温度センサを配置した状態で、
前記温度補正手段が、前記ファンを駆動させて前記温度センサの計測温度及び前記基準温度センサの基準温度を計測し、前記温度センサの計測温度を前記基準温度センサの基準温度にて補正するように構成されている点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、上記温度センサの配置構造に温度センサ及び基準温度センサを配置した状態で、温度補正手段がファンを駆動させて温度センサの計測温度及び基準温度センサの基準温度を計測し、温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正するので、温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正する際に、より簡便な構成で高精度に補正することができ、製作コスト及び運転コストをも低減できる温度校正装置を構成することができる。
【００２１】
上記目的を達成するための本発明に係る温度校正方法は、上記特徴構成の温度校正装置を用いて、前記温度センサの計測温度を前記基準温度にて補正する温度校正方法であって、
サンプリング時間内に前記温度センサ及び前記基準温度センサにて温度計測処理を行い、その温度計測処理における前記温度センサの計測温度を補正値にて補正した補正温度と前記温度計測処理における前記基準温度センサの基準温度との温度差を求め、その求めた温度差が許容範囲内であるか否かを判別する判別処理を行い、前記温度差が前記許容範囲外であれば前記温度差が前記許容範囲内となるまで前記温度計測処理及び前記判別処理を繰り返し実行する構成で、
前記許容範囲を第１許容範囲に設定し、前記補正値について、１回目の前記判別処理では補正値をゼロとし、２回目以降の前記判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第１補正工程を実行し、
前記温度差が前記第１許容範囲内になると、前記許容範囲を前記第１許容範囲よりも狭い範囲に設定された第２許容範囲に設定し、前記補正値について、１回目の前記判別処理では前記第１補正工程において前記温度差が前記第１許容範囲内となったときの補正値を用い、２回目以降の前記判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第２補正工程を実行して、
前記第２補正工程において前記温度差が前記第２許容範囲内であると判別したときの補正値を、前記計測温度を前記基準温度にて補正するときの校正用補正値として求め、前記計測温度に前記校正用補正値を加算して前記計測温度を補正する点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、第１補正工程では、まず、１回目の温度計測処理及び判別処理を行うが、このときの補正値をゼロとし、補正温度と基準温度との温度差が第１許容範囲内であるか否かを判別する。温度差が第１許容範囲内であれば、基準温度に対して計測温度が第１許容範囲内にあると判別できるので、補正値をゼロのままとする。温度差が第１許容範囲外であれば、基準温度に対して計測温度が第１許容範囲内にないと判別できるので、そのときの温度差を加算して補正値を更新し、２回目の温度計測処理及び判別処理を行う。これにより、２回目以降の判別処理では、計測温度を更新後の補正値により補正温度に補正しているので、基準温度に対して補正温度が第１許容範囲内にあるか否かを判別することができる。このようにして、第１補正工程では、基準温度に対して計測温度が第１許容範囲内になるように補正値を求めることができる。
第２補正工程では、第１補正工程と同様に、温度計測処理及び判別処理を行うが、１回目の判別処理では、第１補正工程において温度差が第１許容範囲内になったときの補正値を用いる。これにより、基準温度に対して計測温度が第１許容範囲内となる補正値を前提として、基準温度に対して計測温度が第１許容範囲よりも狭い範囲の第２許容範囲内になるように補正値を求めることができる。
そして、第２補正工程において温度差が第２許容範囲内であると判別したときの補正値を、計測温度を基準温度にて補正するときの校正用補正値として求めるので、より高精度に補正された校正用補正値により、計測温度を基準温度に高精度に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る温度センサの配置構造を備えた温度校正装置の概略構成を示す斜視図
【図２】温度校正装置の概略縦断面図
【図３】図２における矢示ＩＩＩ方向の概略横断面図
【図４】図２における矢示ＩＶ方向の概略横断面図
【図５】温度校正方法における、基準温度センサの基準温度が安定しているか否かを判定する判定処理、及び第１補正工程を示すフロー図
【図６】温度校正方法における第２補正工程を示すフロー図
【図７】（ａ）は、本願に係る温度校正装置を用いて、温度センサの計測温度の補正を行った場合の補正温度と経過時間との関係を示すグラフ図、（ｂ）は、温度センサを束にして配置する従来の温度校正装置を用いて、温度センサの計測温度の補正を行った場合の補正温度と経過時間との関係を示すグラフ図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明に係る温度センサの配置構造を備えた温度校正装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る温度センサの配置構造を備えた温度校正装置５０（以下、温度校正装置５０と略称する）の概略構成を示す斜視図、図２は、温度校正装置５０の概略縦断面図、図３は、図２における矢示ＩＩＩ方向の概略横断面図、図４は、図２における矢示ＩＶ方向の概略横断面図である。
【００２５】
まず、温度校正装置５０の構成について説明する。
なお、温度校正装置５０は、複数の温度センサ３を温調対象空間（図示せず）の各温度測定箇所に配置して、各温度測定箇所における温度を計測する前に、これら複数の温度センサ３が温度を正確に示しているか否かを、基準となる基準温度センサ４の基準温度との対比により判定し、正確に示している場合にはその温度センサ３をそのまま使用し、正確に示していない場合にはその温度センサ３の計測温度を補正（校正）してから使用して、各温度測定箇所における温度を正確に測定することができるようにする装置である。
【００２６】
ここで、図１、図２に示すように、複数の温度センサ３及び基準温度センサ４は、温度を電気信号に変換できる公知の温度センサであり、例えば、測温抵抗体、熱電対、半導体温度計などを用いることができる。そして、これら複数の温度センサ３及び基準温度センサ４は、棒状に形成され、一端が温度検知部３ａ，４ａとされ他端が拡径された挿入規制部３ｂ，４ｂとされている。なお、挿入規制部３ｂ，４ｂ側はそれぞれ、計測した温度情報等を後述する制御手段Ｃ内の温度補正手段１０に入出力可能に接続されている。
【００２７】
図１及び図２に示すように、温度校正装置５０は、内部に空気Ａを通流可能に形成された円筒状の本体円筒部１（温度センサ３を支持する支持体の一例）と、本体円筒部１の下部に当該本体円筒部１を支持する本体台座部２と、本体円筒部１の一端１ａから他端１ｂに向けて空気Ａを通流させるファン５と、温度校正装置５０の運転等を制御する制御手段Ｃとを備える。
【００２８】
本体円筒部１は、内部に空気Ａを通流可能な状態で、複数の長方形状の平板の長手方向の辺を密着して接触固定することにより（例えば、図１では、１２枚の平板を用いることにより）、円筒状に形成されている。なお、この円筒状に形成するための平板の数は適宜変更することができ、また、平板を用いることなく円弧状の円弧板を用いることもできる。更に、平板及び円弧板を用いることなく、形成時から断面円形状の円筒状に形成したものを用いることもできる。
【００２９】
本体円筒部１の一端１ａ側には、基準温度センサ４を配置可能な基準温度センサ配置部７としての、基準温度センサ挿入部７ａを備えた基準温度センサ配置ステー７ｂが本体円筒部１の径方向に固定配置されている。基準温度センサ挿入部７ａは、基準温度センサ４の挿入規制部４ｂを受入可能な円筒状の挿入孔として形成され、その底部に基準温度センサ４の温度検知部４ａを受入可能な挿入孔よりも小径の貫通孔を備えるように構成されている。したがって、この基準温度センサ挿入部７ａに基準温度センサ４を温度検知部４ａ側から挿入することで、挿入規制部４ｂの下端部を基準温度センサ挿入部７ａの上端部に当接させ、温度検知部４ａを基準温度センサ挿入部７ａの下端部から複数の温度センサ３側に突出させた状態で、基準温度センサ４を本体円筒部１の軸芯Ｘと平行で当該軸芯Ｘ上に配置することができるように構成されている。
【００３０】
本体円筒部１の他端１ｂ側にはファン５が設けられ、このファン５により外部空間から本体円筒部１内に空気Ａを吸引し、本体円筒部１の一端１ａ側から他端１ｂ側にこの空気Ａを通流させるとともに、後述する本体台座部２の上部２ａ及び側部２ｂ（空気排出孔８）を介して外部空間に空気Ａを排出可能に構成されている。なお、このファン５は公知の軸流ファンやシロッコファン等を用いることができ、本実施形態では、図２及び図４に示すように、軸流ファンが用いられている。
【００３１】
そして、本体円筒部１の一端１ａと他端１ｂとの間には、温度センサ３を放射状に配置可能な円筒状の温度センサ挿入部６（温度センサ配置部の一例）が、本体円筒部１を径方向に貫通し当該本体円筒部１内に突出する形態で、周方向に複数設けられている。この温度センサ挿入部６は、図１では、例えば、周方向に均等の角度（例えば、３０度）を置いて１２箇所設けられている。温度センサ挿入部６は、温度センサ３の挿入規制部３ｂを受入可能な円筒状の挿入孔として形成され、その一端部に温度センサ３の温度検知部３ａを受入可能な挿入孔よりも小径の貫通孔を備えるように構成されている。したがって、この温度センサ挿入部６に温度センサ３を温度検知部３ａ側から挿入することで、挿入規制部３ｂを温度センサ挿入部６の一端部に当接させ、温度検知部３ａを温度センサ挿入部６の一端部から本体円筒部１の軸芯Ｘ側（基準温度センサ４の温度検知部４ａ側）に突出させた状態で、複数の温度センサ３を本体円筒部１の軸芯Ｘと略直交する状態で放射状に配置することができるように構成されている。
【００３２】
したがって、本体円筒部１内において、複数の温度センサ３の隣接する温度検知部３ａ同士を、互いに均等な位置に配置することができるとともに、これら複数の温度検知部３ａと基準温度センサ４の温度検知部４ａとの距離も均一に保つことができるため、温度センサ３同士の相互加熱による影響や温度ムラによる影響を排除することができるように、複数の温度センサ３及び基準温度センサ４を配置することが可能となっている。
【００３３】
本体台座部２は、概略箱状に形成され、その上部２ａに本体円筒部１を配置して支持することが可能に構成されている。本体台座部２の上部２ａ（本体円筒部１の他端１ｂ側に相当）には、本体円筒部１の他端１ｂと連通する開口部が形成され、この開口部にファン５が当該本体台座部２内に突出する状態で固定配置されている。本体台座部２の側部２ｂには、外部空間と連通する複数の空気排出孔８が形成されている。この空気排出孔８は、図１及び図２では、例えば、本体台座部２の４つの側部２ｂ全てに形成されている。
【００３４】
制御手段Ｃは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、記憶部等からなり、当該ＣＰＵにより所定のプログラムを実行して情報を処理することができる公知の情報処理手段で構成される。図２に示すように、制御手段Ｃは、温度補正手段１０としての温度計測判別処理部１０ａと、校正用補正値演算部１０ｂと、記憶部１１とを備えて構成されている。
【００３５】
温度計測判別処理部１０ａは、サンプリング時間内に温度センサ３及び基準温度センサ４にて温度計測処理を行い、その温度計測処理における温度センサ３の計測温度を補正値にて補正した補正温度と温度計測処理における基準温度センサ４の基準温度との温度差を求め、その求めた温度差が許容範囲内であるか否かを判別する判別処理を行い、温度差が許容範囲外であれば温度差が許容範囲内となるまで温度計測処理及び判別処理を繰り返し行うように構成されている。この温度計測処理及び判別処理の詳細については、後述するが、温度計測判別処理部１０ａは、許容範囲を第１許容範囲に設定し、補正値について、１回目の判別処理では補正値をゼロとし、２回目以降の判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第１補正工程を行い、温度差が第１許容範囲内になると、許容範囲を第１許容範囲よりも狭い範囲に設定された第２許容範囲に設定し、補正値について、１回目の判別処理では第１補正工程において温度差が第１許容範囲内となったときの補正値を用い、２回目以降の判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第２補正工程を行う構成とされている。
【００３６】
校正用補正値演算部１０ｂは、温度計測判別処理部１０ａが第２補正工程において温度差が第２許容範囲内であると判別したときの補正値を、計測温度を基準温度にて補正するときの校正用補正値として求める構成とされている。なお、同様に、校正用補正値演算部１０ｂは、段階的な補正工程である第３補正工程以降において第３許容範囲内等であると判別したときの補正値を、校正用補正値として求めることも可能に構成されている。
【００３７】
記憶部１１は、温度計測判別処理部１０ａにて計測された温度センサ３の計測温度、基準温度センサ４の基準温度、第１補正工程や第２補正工程で用いられる補正値等を記憶することができるように構成されている。
【００３８】
表示部１２は、公知のＬＥＤやＬＣＤ等の表示機構により構成され、温度計測判別処理部１０ａにて計測された温度センサ３の計測温度、基準温度センサ４の基準温度、第１補正工程や第２補正工程で用いられる補正値等を表示することが可能に構成されている。
【００３９】
入力部１３は、公知のキーボード等のインターフェースにより構成され、第１補正工程に用いられる第１回目の判別処理における補正値等を制御手段Ｃの温度補正手段１０に入力可能に構成されている。
【００４０】
以上が、本発明に係る温度校正装置５０の構成であるが、この温度校正装置５０を用いて複数の温度センサ３の計測温度を補正（校正）する温度校正方法について、図５及び図６を用いて以下に説明する。
図５は、温度校正方法における、基準温度センサの基準温度が安定しているか否かを判定する判定処理、及び第１補正工程を示すフロー図であり、図６は、温度校正方法における第２補正工程を示すフロー図である。
【００４１】
図５に示すように、温度校正装置５０の運転が開始されると、温度補正手段１０（制御手段Ｃ）は、所定の回転速度でファン５を回転駆動させて、本体円筒部１の一端１ａ側から他端１ｂ側に一定風速で一定流量の空気Ａを通流させ、本体台座部２の上部２ａ及びファン５を介して本体台座部２の側部２ｂから外部空間に当該空気Ａを排出させる。そして、入力部１３から第１補正工程において１回目の判別処理に用いられる補正値ＢＡを、０とする指令が入力されると（ステップ♯１）、温度センサ３の計測温度ＰＶに補正値ＢＡを加算して補正した補正温度と基準温度センサ４の基準温度ＳＰとの温度差ＢＡが許容範囲内となるように、温度センサ３の計測温度ＰＶを補正する補正値ＢＡを求める自動補正がスタートする（ステップ♯２）。
【００４２】
そして、温度補正手段１０の温度計測判定処理部１０ａは、基準温度センサ４により計測された基準温度ＳＰが安定しているか否かを判定する判定処理を行う（ステップ♯３〜ステップ♯６）。この判定処理は第１補正工程及び第２補正工程が実行される前に行われ、基準温度ＳＰの信頼性を向上させることができる。
具体的には、この判定処理においては、Ｘ秒毎（例えば、０．０２秒毎）のサンプリング周期で基準温度ＳＰをＮｚ回のサンプリング回数取得し、この基準温度ＳＰの平均値ＳＰａを算出するとともに（ステップ♯３）、Ｘ秒毎にこの取得した基準温度ＳＰの最大値ＳＰｍａｘ及び最小値ＳＰｍｉｎを取得する（ステップ♯４）。そして、最大値ＳＰｍａｘ及び最小値ＳＰｍｉｎが、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａ±Ｔｚ以内か否かを判定し（ステップ♯５）、平均値ＳＰａ±Ｔｚ以内でなければ（ステップ♯５：Ｎｏ）、表示部１２にアラームを表示して（ステップ♯６）ステップ♯３に戻り、平均値ＳＰａの算出、最大値ＳＰｍａｘ及び最小値ＳＰｍｉｎの取得、上記判定を繰り返す（ステップ♯３〜ステップ♯６）。一方、平均値ＳＰａ±Ｔｚ以内であれば（ステップ♯５：Ｙｅｓ）、基準温度ＳＰが安定していると判別して、第１補正工程を実行する。よって、基準温度センサ４の基準温度ＳＰが安定した状態としたうえで、第１補正工程及び第２補正工程において、この安定した基準温度ＳＰと温度センサ３の計測温度ＰＶを補正値ＢＡにて補正した補正温度との温度差ＢＡｘを、より高精度に求めることができる。
【００４３】
次に、温度計測判定処理部１０ａは、第１補正工程を実行する（ステップ♯７〜ステップ♯１８）。第１補正工程では、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａを初期化し、計測温度ＰＶの最大値ＰＶｍａｘ、最小値ＰＶｍｉｎ、平均値ＰＶａがある場合にはこれら値も初期化する（ステップ♯７）。そして、サンプリング時間内において温度センサ３及び基準温度センサ４にて温度計測処理を行う（ステップ♯８〜ステップ♯１０）。ここで、サンプリング時間は、サンプリング周期（Ｘ秒毎）とサンプリング回数（Ｎａ）との積である。
温度計測処理では、Ｘ秒毎（例えば、０．０２秒毎）のサンプリング周期で温度センサ３の計測温度ＰＶをＮａ回（例えば、１００回）のサンプリング回数取得し、取得した計測温度ＰＶに補正値ＢＡを加算して補正温度の平均値ＰＶａを算出するとともに（ステップ♯８）、Ｘ秒毎のサンプリング周期で温度センサ３の計測温度ＰＶをＮａ回（例えば、１００回）のサンプリング回数取得し、取得した計測温度ＰＶに補正値ＢＡを加算して最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎを取得する（ステップ♯９）。ここで、計測温度ＰＶに加算される補正値ＢＡは、ステップ♯１において入力部１３から入力された値である０とされている。さらに、Ｘ秒毎（例えば、０．０２秒毎）のサンプリング周期で基準温度センサ４の基準温度ＳＰをＮａ回（例えば、１００回）のサンプリング回数取得し、取得した基準温度ＳＰの平均値ＳＰａを算出する（ステップ♯１０）。
そして、最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎが、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内か否かを判定し（ステップ♯１１）、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内でなければ（ステップ♯１１：Ｎｏ）、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内でないことが５回カウントされていないときはステップ♯７に戻り（ステップ♯１２：Ｎｏ）、５回カウントされているときには（ステップ♯１２：Ｙｅｓ）表示部１２にアラームを表示する（ステップ♯１３）。これにより、平均値ＰＶａの信頼性を向上することができ、平均値ＰＶａの信頼性が低い場合には、アラームを表示してオペレータ等に報知することができる。
ステップ♯１１において最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎが平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内である場合には（ステップ♯１１：Ｙｅｓ）、１回目の判別処理として基準温度ＳＰの平均値ＳＰａと計測温度ＰＶ（補正温度）の平均値ＰＶａとの温度差ＢＡｘを算出し（ステップ♯１４）、そして、温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ以内か否かを判別する（ステップ♯１５）。温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ以内でない場合には（ステップ♯１５：Ｎｏ）、補正値ＢＡ（１回目の判別処理では、ＢＡ＝０）に温度差ＢＡｘを加算して、当該補正値ＢＡを更新後の補正値ＢＡに更新し（ステップ♯１６）、ステップ♯７に戻る。そして、この更新後の補正値ＢＡにより、２回目以降の判別処理では、温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ以内に入るまで繰り返し補正値ＢＡの更新が行われる（ステップ♯７〜ステップ♯１６）。これにより、第１補正工程では、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第１許容範囲±Ｔａ内になるように更新後の補正値ＢＡを求めることができる。なお、ステップ♯１６における補正値ＢＡの更新と同時に、温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ以外であることが３回カウントされていないときは（ステップ♯１７：Ｎｏ）ステップ♯１６に戻り、３回カウントされているときには（ステップ♯１７：Ｙｅｓ）表示部１２にアラームを表示する（ステップ♯１８）。これにより、温度差ＢＡｘの値が第１許容範囲±Ｔａの範囲に収まらない場合には、アラームを表示して報知することができ、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａ、計測温度ＰＶやこれに補正値ＢＡを加算した補正温度、当該補正値ＢＡ（本例ではＢＡ＝０）等が、適正でない可能性があると推定することが可能となる。
一方、温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ以内である場合には（ステップ♯１５：Ｙｅｓ）、第２補正工程に移行する。
【００４４】
次に、図６に示すように、温度計測判定処理部１０ａは、第２補正工程を実行する（ステップ♯２１〜ステップ♯３３）。この第２補正工程では、第１補正工程と同様の補正を行うが、温度計測処理における計測温度ＰＶ及び基準温度ＳＰのサンプリング周期（Ｘ秒毎）はそのままでサンプリング回数をＮａ回（例えば、１００回）からＮｂ回（例えば、２５０回）に増加させる形態で、第１補正工程におけるサンプリング時間よりも第２補正工程におけるサンプリング時間を長くするように構成されている点で異なる。また、第２補正工程において、サンプリング時間内に取得した計測温度ＰＶを補正する際の補正値ＢＡを、第１補正工程において温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａに入った際の補正値ＢＡを用いている点でも、第１補正工程とは異なる。さらに、第１補正工程で用いられる第１許容範囲±Ｔａよりも狭い範囲の第２許容範囲±Ｔｂを、第２補正工程において用いる点においても異なる。これにより、第２補正工程においては、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第１許容範囲±Ｔａ内となる補正値ＢＡを前提として、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第１許容範囲±Ｔａよりも狭い範囲の第２許容範囲±Ｔｂになるように高精度に補正値ＢＡを求めることができる。以下、第２補正工程について説明する。
【００４５】
第２補正工程では、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａ、計測温度ＰＶの最大値ＰＶｍａｘ、最小値ＰＶｍｉｎ、平均値ＰＶａを初期化する（ステップ♯２１）。そして、サンプリング時間内において温度センサ３及び基準温度センサ４にて温度計測処理を行う（ステップ♯２２〜ステップ♯２４）。ここで、サンプリング時間は、サンプリング周期（Ｘ秒毎）とサンプリング回数（Ｎｂ）との積である。
温度計測処理では、Ｘ秒毎（例えば、０．０２秒毎）のサンプリング周期で温度センサ３の計測温度ＰＶをＮｂ回（例えば、２５０回）のサンプリング回数取得し、取得した計測温度ＰＶに補正値ＢＡ（第１補正工程で温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ内となった際の補正値ＢＡ）を加算して平均値ＰＶａを算出するとともに（ステップ♯２２）、Ｘ秒毎のサンプリング周期で温度センサ３の計測温度ＰＶをＮｂ回のサンプリング回数取得し、取得した計測温度ＰＶに補正値ＢＡ（第１補正工程で温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ内となった際の補正値ＢＡ）を加算して最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎを取得する（ステップ♯２３）。さらに、Ｘ秒毎（例えば、０．０２秒毎）のサンプリング周期で基準温度センサ４の基準温度ＳＰをＮｂ回（例えば、２５０回）のサンプリング回数取得し、取得した基準温度ＳＰの平均値ＳＰａを算出する（ステップ♯２４）。
そして、最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎが、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内か否かを判定し（ステップ♯２５）、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内でなければ（ステップ♯２５：Ｎｏ）、平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内でないことが５回カウントされていないときはステップ♯２１に戻り（ステップ♯２６：Ｎｏ）、５回カウントされているときには（ステップ♯２６：Ｙｅｓ）表示部１２にアラームを表示する（ステップ♯２７）。これにより、平均値ＰＶａの信頼性を向上することができ、平均値ＰＶａの信頼性が低い場合には、アラームを表示してオペレータ等に報知することができる。
ステップ♯２５において最大値ＰＶｍａｘ及び最小値ＰＶｍｉｎが平均値ＰＶａ±Ｔｘ以内である場合には（ステップ♯２５：Ｙｅｓ）、１回目の判別処理として基準温度ＳＰの平均値ＳＰａと計測温度ＰＶ（補正温度）の平均値ＰＶａとの温度差ＢＡｘを算出し（ステップ♯２８）、そして、温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以内か否かを判別する（ステップ♯２９）。なお、第２許容範囲±Ｔｂは第１許容範囲±Ｔａよりも狭い範囲に設定されている。温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以内でない場合には（ステップ♯２９：Ｎｏ）、補正値ＢＡ（１回目の判別処理では、補正値ＢＡは第１補正工程において温度差ＢＡｘが第１許容範囲±Ｔａ内に入った場合における補正値ＢＡ）に温度差ＢＡｘを加算して、当該補正値ＢＡを更新後の補正値ＢＡに更新し（ステップ♯３０）、ステップ♯２１に戻る。この更新後の補正値ＢＡにより、２回目以降の判別処理では、温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以内に入るまで繰り返し補正値ＢＡの更新が行われる（ステップ♯２１〜ステップ♯３０）。これにより、第２補正工程では、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第２許容範囲±Ｔｂ内になるように更新後の補正値ＢＡをより高精度に求めることができる。なお、補正値ＢＡの更新と同時に、温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以外であることが３回カウントされていないときは（ステップ♯３１：Ｎｏ）ステップ♯３０に戻り、３回カウントされているときには（ステップ♯３１：Ｙｅｓ）表示部１２にアラームを表示する（ステップ♯３２）。これにより、温度差ＢＡｘの値が第２許容範囲±Ｔｂの範囲に収まらない場合には、アラームを表示して報知することができ、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａ、計測温度ＰＶやこれに補正値ＢＡを加算した補正温度、当該補正値ＢＡ等が、適正でない可能性があると推定することが可能となる。
一方、温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以内である場合には（ステップ♯２９：Ｙｅｓ）、基準温度ＳＰの平均値ＳＰａ、計測温度ＰＶの最大値ＰＶｍａｘ、最小値ＰＶｍｉｎ、平均値ＰＶａを初期化し（ステップ♯３３）、ファン５を停止して、自動補正を終了する。
【００４６】
そして、校正用補正値演算部１０ｂは、温度計測判別処理部１０ａが温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂ以内であると判別したときの補正値ＢＡを、計測温度ＰＶを基準温度ＳＰにて補正するときの校正用補正値として求める。このようにして得られた校正用補正値を、温度センサ３の計測温度ＰＶに加算して補正することにより、温度センサ３の計測温度ＰＶを基準温度センサ４の基準温度ＳＰに対して第２許容範囲±Ｔｂ内とすることができ、高精度の補正を実現することができる。例えば、第１許容範囲±Ｔａを±０．０５０℃、第２許容温度±Ｔｂを±０．０２５℃、或いは第１許容範囲±Ｔａを±０．０２５℃、第２許容温度±Ｔｂを±０．０１０℃とすることにより、第１補正工程から第２補正工程に進むにつれて、より高精度に補正を行うことができる。
【００４７】
［実施例］
ここで、本願の温度校正装置５０を用いて複数の温度センサ３の計測温度ＰＶの補正を行った。その結果を、計測温度ＰＶの最大値を有する温度センサ３と最小値を有する温度センサ３とについて代表して、図７（ａ）に示す。なお、図７（ａ）は、本願に係る温度校正装置５０を用いて、温度センサの計測温度の補正を行った場合の補正温度と経過時間との関係を示すグラフ図である。
この図７（ａ）から判明するように、複数の温度センサ３の計測温度ＰＶは、最小値が２２．９５℃程度であり、最大値が２３．０５℃程度であるので、その最大幅は０．１℃程度となっている。
【００４８】
［比較例］
一方、背景技術の欄で説明した、棒状に形成された温度センサの複数を平行に密集接近させた状態で束にして配置し、その温度センサの束から少し離間した状態で平行に基準温度センサを配置する温度センサの配置構造を採用した温度校正装置を用いて複数の温度センサの計測温度ＰＶの補正を行った。その結果を、計測温度ＰＶの最大値を有する温度センサと最小値を有する温度センサ３とについて代表して、図７（ｂ）に示す。なお、図７（ｂ）は、温度センサを束にして配置する従来の温度校正装置を用いて、温度センサの計測温度の補正を行った場合の補正温度と経過時間との関係を示すグラフ図である。
この図７（ｂ）から判明するように、複数の温度センサの計測温度ＰＶは、最小値が、２２．９０℃程度であり、最大値が２３．０８℃程度であるので、その最大幅は０．１８℃程度となっている。
【００４９】
よって、本願の温度校正装置５０を用いた最大幅（０．１℃程度）は、従来の温度校正装置を用いた最大幅（０．１８℃程度）に対して、０．０８℃程度（４５％程度）改善している。両者は分布測定の対象空間と装置構成が異なるため、上記最大幅の改善のすべてが温度校正装置が異なることによるものと考えることは困難であるが、温度校正装置が異なることが、仮に改善の５０％に寄与していると推定しても、本願に係る温度校正装置５０を用いると従来の温度校正装置を用いた場合と比較して、２３％程度の改善を期待することができる。
【００５０】
＜別実施形態＞
（１）上記実施形態では、温度校正装置５０を用いて温度センサ３の計測温度ＰＶを基準温度ＳＰにて補正するにあたり、上記温度計測処理及び判別処理を繰り返し行って温度センサ３の計測温度ＰＶに補正値ＢＡを加算した補正温度と基準温度センサ４の基準温度ＳＰとの温度差ＢＡｘが、所定の許容範囲内に入るように補正値ＢＡを更新したが、ある程度の精度を確保できる温度センサ３の温度校正方法であれば、特に制限なく採用することができる。例えば、温度校正装置５０を用いて公知の温度センサの温度校正方法により温度センサの計測温度の補正を行うこともできる。
【００５１】
（２）上記実施形態では、温度校正装置５０を用いて、第１補正工程、第２補正工程を実行する温度校正方法としたが、温度センサに要求される精度に応じて、第１補正工程のみ、第１補正工程及び第２補正工程及び第３補正工程、或いは、第３補正工程に加えて、段階的に補正工程を追加して実行する構成としてもよい。
例えば、第１補正工程及び第２補正工程及び第３補正工程を行う場合には、上記第１補正工程及び第２補正工程に加え、温度計測判定処理部１０ａが、第３補正工程を実行する。この第３補正工程では、第２補正工程と同様の補正を行うが、温度計測処理における計測温度ＰＶ及び基準温度ＰＶのサンプリング周期（Ｘ秒毎）はそのままでサンプリング回数をＮｂ回（例えば、２５０回）からＮｃ回（例えば、５００回）に増加させる形態で、第２補正工程におけるサンプリング時間よりも第３補正工程におけるサンプリング時間を長くするように構成されている点で異なる。また、第３補正工程において、サンプリング時間内に取得した計測温度ＰＶを補正する際の補正値ＢＡを、第２補正工程において温度差ＢＡｘが第２許容範囲±Ｔｂに入った際の補正値ＢＡを用いている点でも、第２補正工程とは異なる。さらに、第２補正工程で用いられる第２許容範囲よりも狭い範囲の第３許容範囲を第３補正工程において用いる点においても異なる。これにより、第３補正工程においては、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第２許容範囲±Ｔｂ内となる補正値ＢＡを前提として、基準温度ＳＰに対して計測温度ＰＶが第２許容範囲±Ｔｂよりも狭い範囲の第３許容範囲±Ｔｃになるように高精度に補正値ＢＡを求めることができる。
【００５２】
（３）上記実施形態では、ファン５を本体円筒部１の他端１ｂ側に設けたが、ファン５による発熱の影響が少ない場合には、ファン５を本体円筒部１の一端側１ａに設けることもできる。また、ファン５を本体台座部２内の側部２ｂに設ける構成とすることもできる。
【００５３】
（４）上記実施形態では、基準温度センサ４を基準温度センサ配置ステー７ｂの基準温度センサ挿入部７ａに挿入して、基準温度センサ４の全体を本体円筒部１内に挿入した状態で配置する構成としたが、基準温度センサ４の温度検知部４ａが本体円筒部１内に挿入されていれば、基準温度センサ４の全体が本体円筒部１内に配置されている構成でなくてもよい。例えば、基準温度センサ配置ステーを本体円筒部１の上部に設け、基準温度センサ配置ステーの基準温度センサ挿入部に基準温度センサを挿入して、基準温度センサの温度検知部が本体円筒部内に配置されるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、温度センサの計測温度を基準温度センサの基準温度にて補正する際に、より簡便な構成で高精度に補正することができるとともに、製作コスト及び運転コストをも低減できる技術として有用に利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 本体円筒部（支持体）
１ａ 本体円筒部の一端
１ｂ 本体円筒部の他端
２ 本体台座部
２ａ 本体台座部の上部
２ｂ 本体台座部の側部
３ 温度センサ
４ 基準温度センサ
５ ファン
５０ 温度校正装置
Ａ 空気
Ｘ 軸芯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサを支持する支持体を備えた温度センサの配置構造であって、
前記支持体として内部に空気を通流可能に形成された円筒状の本体円筒部を備え、棒状に形成された複数の前記温度センサが、前記本体円筒部の径方向外側から軸芯方向に向かって前記本体円筒部内に挿入された状態で放射状に配置されるとともに、
前記本体円筒部の一端から他端に向けて空気を通流させ、前記放射状に配置された前記温度センサに前記空気を供給するファンを備えた温度センサの配置構造。
【請求項２】
棒状に形成された基準温度センサが、前記本体円筒部の軸芯と平行で前記軸芯上に配置されている請求項１に記載の温度センサの配置構造。
【請求項３】
前記ファンが前記本体円筒部の他端側に設けられ、前記ファンによる前記空気の流れ方向の上流側に前記基準温度センサ及び前記温度センサが配置されている請求項２に記載の温度センサの配置構造。
【請求項４】
前記本体円筒部の下部に当該本体円筒部を支持する本体台座部を備え、前記ファンにより前記本体円筒部の他端側から排出された空気が、前記本体台座部の上部から導入されて内部を通流し、当該本体台座部の側部から排出されるように構成されている請求項１から３の何れか一項に記載の温度センサの配置構造。
【請求項５】
温調対象空間内の温度を計測する温度センサの計測温度を、基準温度センサにより計測された基準温度にて補正する温度補正手段を備えた温度校正装置であって、
請求項１から４の何れか一項に記載の温度センサの配置構造を備え、前記温度センサの配置構造に前記温度センサ及び前記基準温度センサを配置した状態で、
前記温度補正手段が、前記ファンを駆動させて前記温度センサの計測温度及び前記基準温度センサの基準温度を計測し、前記温度センサの計測温度を前記基準温度センサの基準温度にて補正するように構成されている温度校正装置。
【請求項６】
請求項５に記載の温度校正装置を用いて、前記温度センサの計測温度を前記基準温度にて補正する温度校正方法であって、
サンプリング時間内に前記温度センサ及び前記基準温度センサにて温度計測処理を行い、その温度計測処理における前記温度センサの計測温度を補正値にて補正した補正温度と前記温度計測処理における前記基準温度センサの基準温度との温度差を求め、その求めた温度差が許容範囲内であるか否かを判別する判別処理を行い、前記温度差が前記許容範囲外であれば前記温度差が前記許容範囲内となるまで前記温度計測処理及び前記判別処理を繰り返し実行する構成で、
前記許容範囲を第１許容範囲に設定し、前記補正値について、１回目の前記判別処理では補正値をゼロとし、２回目以降の前記判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第１補正工程を実行し、
前記温度差が前記第１許容範囲内になると、前記許容範囲を前記第１許容範囲よりも狭い範囲に設定された第２許容範囲に設定し、前記補正値について、１回目の前記判別処理では前記第１補正工程において前記温度差が前記第１許容範囲内となったときの補正値を用い、２回目以降の前記判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第２補正工程を実行して、
前記第２補正工程において前記温度差が前記第２許容範囲内であると判別したときの補正値を、前記計測温度を前記基準温度にて補正するときの校正用補正値として求め、前記計測温度に前記校正用補正値を加算して前記計測温度を補正する温度校正方法。
【請求項１】
温度センサを支持する支持体を備えた温度センサの配置構造であって、
前記支持体として内部に空気を通流可能に形成された円筒状の本体円筒部を備え、棒状に形成された複数の前記温度センサが、前記本体円筒部の径方向外側から軸芯方向に向かって前記本体円筒部内に挿入された状態で放射状に配置されるとともに、
前記本体円筒部の一端から他端に向けて空気を通流させ、前記放射状に配置された前記温度センサに前記空気を供給するファンを備えた温度センサの配置構造。
【請求項２】
棒状に形成された基準温度センサが、前記本体円筒部の軸芯と平行で前記軸芯上に配置されている請求項１に記載の温度センサの配置構造。
【請求項３】
前記ファンが前記本体円筒部の他端側に設けられ、前記ファンによる前記空気の流れ方向の上流側に前記基準温度センサ及び前記温度センサが配置されている請求項２に記載の温度センサの配置構造。
【請求項４】
前記本体円筒部の下部に当該本体円筒部を支持する本体台座部を備え、前記ファンにより前記本体円筒部の他端側から排出された空気が、前記本体台座部の上部から導入されて内部を通流し、当該本体台座部の側部から排出されるように構成されている請求項１から３の何れか一項に記載の温度センサの配置構造。
【請求項５】
温調対象空間内の温度を計測する温度センサの計測温度を、基準温度センサにより計測された基準温度にて補正する温度補正手段を備えた温度校正装置であって、
請求項１から４の何れか一項に記載の温度センサの配置構造を備え、前記温度センサの配置構造に前記温度センサ及び前記基準温度センサを配置した状態で、
前記温度補正手段が、前記ファンを駆動させて前記温度センサの計測温度及び前記基準温度センサの基準温度を計測し、前記温度センサの計測温度を前記基準温度センサの基準温度にて補正するように構成されている温度校正装置。
【請求項６】
請求項５に記載の温度校正装置を用いて、前記温度センサの計測温度を前記基準温度にて補正する温度校正方法であって、
サンプリング時間内に前記温度センサ及び前記基準温度センサにて温度計測処理を行い、その温度計測処理における前記温度センサの計測温度を補正値にて補正した補正温度と前記温度計測処理における前記基準温度センサの基準温度との温度差を求め、その求めた温度差が許容範囲内であるか否かを判別する判別処理を行い、前記温度差が前記許容範囲外であれば前記温度差が前記許容範囲内となるまで前記温度計測処理及び前記判別処理を繰り返し実行する構成で、
前記許容範囲を第１許容範囲に設定し、前記補正値について、１回目の前記判別処理では補正値をゼロとし、２回目以降の前記判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第１補正工程を実行し、
前記温度差が前記第１許容範囲内になると、前記許容範囲を前記第１許容範囲よりも狭い範囲に設定された第２許容範囲に設定し、前記補正値について、１回目の前記判別処理では前記第１補正工程において前記温度差が前記第１許容範囲内となったときの補正値を用い、２回目以降の前記判別処理では前回の判別処理における温度差を前回の判別処理における補正値に加算して更新した更新後の補正値を用いる第２補正工程を実行して、
前記第２補正工程において前記温度差が前記第２許容範囲内であると判別したときの補正値を、前記計測温度を前記基準温度にて補正するときの校正用補正値として求め、前記計測温度に前記校正用補正値を加算して前記計測温度を補正する温度校正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１７５３４４（Ｐ２０１０−１７５３４４Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７２１８（Ｐ２００９−１７２１８）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００２２９０４７）日本スピンドル製造株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００２２９０４７）日本スピンドル製造株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
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