[发明专利]用于多点温度测量电阻的输入装置

说明书

本发明涉及一种用于多点温度测量电阻的输入装置，该输入装置从多个用于加热炉、转炉(Converter)、锅炉等中进行温度控制、温度监测等的温度测量电阻中有选择性地逐一切换、选择及读取输入信号。

在以下附图中，类似或相同部分标注相同的标号。

在从温度监测电阻读取信号的装置中，已经采用一些方法，每个方法中来自多个温度测量电阻的输入信号被逐一切换并读取。这些读取方法当中，有一个方法使恒定电流流入温度测量电阻并将温度测量电阻的阻值转换为电压来读取电压值。在这种读取方法中，对于逐一选择多个温度测量电阻并且切换到读取电路侧的电路(多路转换器，multiplexer)，其本身接触部分的电阻(接触电阻、接通电阻等等)叠加在温度测量电阻信号上并且被读取。由于这样读取的接触部分的电阻引起误差，所以要求抑制接触部分的电阻(接触电阻、接通电阻等等)到很小的值以便降低该误差的影响到可以忽略的程度。为此，一个特殊部分如汞断电器等已经被用作切换部分的触点。

图2为电路原理图，表示用于传统多点温度测量电阻的输入装置的主要部分。图中，标号1表示一个多点温度测量电阻的输入装置，2(2_1、2_2、2_3)分别表示第一、第二和第三点的温度测量电阻，3、4、5表示连接输入装置1和各温度测量电阻2的接线。在本图中，作为示例仅仅标示了第一点温度测量电阻2_1的接线。

标号6表示多路转换器，用于逐一切换及选择各温度测量电阻2_1至2_3，并且取入各电阻阻值的变化；标号12、13表示用于切换的触点。

标号7、8每个表示一个恒定电流电路，用于提供恒定电流给温度测量电阻2侧，以便以电压值的形式取得温度测量电阻2的电阻值；标号9表示AD(模数)转换器，用于转换从温度测量电阻测得的电压值为数字值；标号10表示CPU(中央处理器)，用于进行数据处理以使AD转换器9转换的输出数据经过校正处理如线性化等，由此获得温度测量电阻的检测温度；标号11表示通讯电路，用于在必要时将由CPU 10获得的温度检测数据等传送至图中未表示出的更高一级的计算机如监控装置。

以下，按图2中所示在第一点温度测量电阻2_1被选择的情况作为一个实例解释图2的工作原理。在这种情况下，只有对应于第一点的温度测量电阻2_1的开关12和13处于接通状态，对应于其余温度测量电阻2_2、2_3的开关12和13保持断开状态。同样，当第二点和第三点的温度测量电阻2_2和2_3被选择时，仅仅对应于被选择的温度测量电阻的开关12和13处于接通状态，所有对应于未被选择的温度测量电阻的开关12和13保持断开状态。在这一点上，处于接通状态的开关12和13的阻值分别被设置为Rs1和Rs2。

当对应于温度测量电阻2_1的开关12和13处于接通状态时，来自恒流源7的恒定电流I1流经电流通路为开关12→接线3(其阻值设为R1)→温度测量电阻2_1(其阻值设为Rpt)→接线5→接地端G→恒流源8，并且恒流源8的恒定电流I2流经电流通路为开关13→接线4(其阻值设为R2)→接线5→接地端G→恒流源8。

在这种情况下，到AD转换器9的输入电压Ei由下式(1)给出：

Ei＝I1(Rs1+R1+Rpt)-I2(Rs2+R2)  ……    (1)

接线3、4的电阻R1、R2的阻值可以通过调整接线长度彼此相等来达到阻值相等。此外，来自恒流源7、8的电流I1、I2可以通过调整电流源来达到电流值彼此相等。

因此，如果

R1、R2      ……           (2)

I1＝I2      ……           (3)

等于(1)可以被写作下式(4)

Ei＝I1×Rpt+I1(Rs1-Rs2)    ……             (4)

式(4)的第一项为实际值，其第二项为误差部分。因此，如果Rs1不等于Rs2，那么误差部分就会存在。然而设置开关12和13具有相同的阻值(接触电阻，接通电阻等)是困难的，而且由于环境温度的影响可能使该阻值发生变化。因此，事实上，已经有了如上所述的应用汞继电器等抑制Rs1和Rs2的绝对值降到很小的值的方法。

然而，上述传统方法具有以下(1)～(3)问题。它们具体是：(1)汞继电器容易受机械震动的影响；(2)汞继电器受安装方向的限制；(3)由于环境问题等原因生产厂商停止汞继电器的生产。因此，人们希望不使用汞继电器。