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公開番号2024117531
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-29
出願番号2023023669
出願日2023-02-17
発明の名称熱電対温度測定装置
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類G01K 7/026 20210101AFI20240822BHJP(測定;試験)
要約【課題】温度測定精度の低下を抑制しながら、熱電対が正常な動作環境にあるか否かを判定する。
【解決手段】実施形態の熱電対温度測定装置は、温度に応じて2端子間電圧が疑似線形的に変化する熱電対と、前記熱電対に供給する交流電圧信号を発生する交流信号発生回路と、前記熱電対の出力信号に前記交流電圧信号が含まれるか否かを判定する検知回路と、前記熱電対の出力信号をデジタル信号に変換して出力する機能を備えた出力回路と、を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
温度に応じて２端子間電圧が疑似線形的に変化する熱電対と、
前記熱電対に供給する交流電圧信号を発生する交流信号発生回路と、
前記熱電対の出力信号に前記交流電圧信号が含まれるか否かを判定する検知回路と、
前記熱電対の出力信号をデジタル信号に変換して出力する機能を備えた出力回路と、
を有する熱電対温度測定装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記交流電圧信号を前記熱電対の出力信号から除去するフィルタ回路
を更に具備する請求項１に記載の熱電対温度測定装置。
【請求項３】
前記交流信号発生回路が発生する前記交流電圧信号は、振幅が１００ｍＶ以下で、周波数が１Ｈｚ以上である
請求項１に記載の熱電対温度測定装置。
【請求項４】
前記検知回路は、
前記交流信号発生回路を制御する制御回路と、
前記熱電対の出力信号から特定周波数成分を抽出するロックインアンプ機能部と、を具備し、
前記ロックインアンプ機能部による特定周波数成分の抽出結果から前記熱電対の出力信号に前記交流信号発生回路が発生した前記交流電圧信号の成分が含まれるか否かを検出し、前記検出の結果に基づいて前記熱電対に断線が生じているか否かを示す断接情報を出力する
請求項１に記載の熱電対温度測定装置。
【請求項５】
前記制御回路は、
前記交流信号発生回路により前記熱電対に前記交流電圧信号が重畳される期間には、前記出力回路の出力を停止させる
請求項４に記載の熱電対温度測定装置。
【請求項６】
前記検知回路は、
前記熱電対の特性又はタイプを検出する熱電対特性検出回路、を更に具備し、
前記制御回路は、前記熱電対の特性又はタイプに基づいて、前記交流信号発生回路に発生させる交流電圧信号の周波数、振幅、波形及び発生時間の少なくとも１つを設定する
請求項４に記載の熱電対温度測定装置。
【請求項７】
前記熱電対特性検出回路は、
前記熱電対に供給する前記交流電圧信号を変化させながら、前記熱電対の出力信号に含まれる前記交流電圧信号の成分を取得することで、前記熱電対の特性を検出する
請求項６に記載の熱電対温度測定装置。
【請求項８】
前記熱電対特性検出回路は、
前記熱電対のコネクタ部に設けられたＩＤタグの情報を読み出すことで、前記熱電対のタイプを検出する
請求項６に記載の熱電対温度測定装置。
【請求項９】
前記交流電圧信号を前記熱電対の出力信号から除去するフィルタ回路、を更に具備し
前記制御回路は、前記熱電対の特性又はタイプに基づいて、前記フィルタ回路のフィルタタイプ及びカットオフ周波数の少なくとも１つを設定する
請求項６に記載の熱電対温度測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、熱電対温度測定装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、温度センサーとして熱電対を用いた温度測定装置が採用されることがある。熱電対は、２種類の金属の先端同士を接触させて接合点に熱起電力を発生させ、温度の検知を可能にするものである。
【０００３】
例えば、熱電対温度測定装置は、ヒータの発熱制御等に利用されることもある。
【０００４】
しかしながら、熱電対による温度測定が正常に行えない場合がある。例えば、熱電対を構成する２つの金属の接合部分が断線状態（オープン状態）となる故障が生じる可能性がある。また、熱電対とコネクタ部との間で接触不良が生じる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２０／１４５１８３号
特開２００４ー０３１０９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本実施形態は、温度測定精度の低下を抑制しながら、熱電対が正常な動作環境にあるか否かを判定することができる熱電対温度測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の熱電対温度測定装置は、温度に応じて２端子間電圧が疑似線形的に変化する熱電対と、前記熱電対に供給する交流電圧信号を発生する交流信号発生回路と、前記熱電対の出力信号に前記交流電圧信号が含まれるか否かを判定する検知回路と、前記熱電対の出力信号をデジタル信号に変換して出力する機能を備えた出力回路と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の第１の実施形態に係る熱電対温度測定装置を含むヒータ装置を示すブロック図。
比較例における熱電対のオープン検知を説明するための説明図。
横軸に温度をとり縦軸に熱電対Ｔｈの出力に基づく検出電圧差又は電位誤差をとって、熱電対Ｔｈの特性を示すグラフ。
図１中の熱電対Ｔ１，Ｔ２及び熱電対読取部ＴＲ１，ＴＲ２の具体的構成の一例を示すブロック図。
第１の実施形態の他の例における構成を示すブロック図。
温度測定開始時における動作を説明するためのフローチャート。
第２の実施形態を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の一実施形態に係る熱電対温度測定装置を含むヒータ装置を示すブロック図である。本実施形態は、熱電対（Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ）に対して交流信号（交流電圧信号）を供給する交流信号発生回路を採用し、熱電対の出力（電圧信号）の検出に際して交流信号の除去を行うと共に、交流信号の周波数成分を検出することにより、温度測定精度の低下を抑制しながら熱電対が正常な動作環境にあるか否かを判定可能にするものである。例えば、熱電対がコネクタ部と適切に接続されており、かつ、熱電対における２つの金属の接合部分に断線などが生じていない場合、熱電対は正常な動作環境にあると言える。また、例えば、熱電対がコネクタ部と適切に接続されていない場合、または、熱電対における２つの金属の接合部分に断線などが生じている場合、熱電対は正常な動作環境にないと言える。
（【００１１】以降は省略されています）

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