DE2619904B1

DE2619904B1 - Resistance measurement circuit for corroded conductors - uses differential amplifier with one input connected to measurement contact, other to conductor at known press. contact

Info

Publication number: DE2619904B1
Application number: DE19762619904
Authority: DE
Inventors: Werner Behr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-05-05
Filing date: 1976-05-05
Publication date: 1977-10-06
Also published as: DE2619904C2

Abstract

A circuit for measurement of the resistance between a measurement contact and a contaminated conductor includes allowance for the connection resistance of the measurement device. It is used after a contact material is prepared in an air conditioned cabinet. Very high measurement accuracy is achieved over a wide operating range. To avoid sintering, the test voltage and current are held at 20 millivolts and 20 milliamps. Thermo-diode effect on the corroded surface and other errors are excluded. A variable voltage source is connected to one end of the conductor and to the measurement contact. A differential amplifier has one input connected to the contact and the other to the other end of the conductor. Its output is processed in further circuitry whilst the contact is applied with known force.

Description

Dadurch, daß eine einstellbare Spannungsquelle vorgesehen ist, läßt sich die Stärke des durch die Meßanordnung fließenden Stromes stufenlos auf den gewünschten Wert einregeln. Dabei ist sichergestellt, daß die vorgegebenen Grenzwerte nicht überschritten und auch nicht wesentlich unterschritten werden. Um eine Zerstörung der Korrosionsschicht an der Oberfläche zu vermeiden, wird der Meßkontakt mit einer festgelegten Kraft an den verunreinigten Leiter angedrückt. Der dabei entstehende Durchgangswiderstand wird mit Hilfe eines Vergleichers gemessen. Als Vergleichswert dient die direkt am Meßkontakt abgegriffene Spannung. Auf diese Weise werden die Spannungsverluste der Stromzuführung auf dem Weg von der Spannungsquelle nicht mit gerechnet. The fact that an adjustable voltage source is provided allows the strength of the current flowing through the measuring arrangement is continuously variable adjust the desired value. It is ensured that the specified limit values are not exceeded and not significantly undercut. A destruction To avoid the corrosion layer on the surface, the measuring contact is made with a specified force pressed against the contaminated conductor. The resulting Volume resistance is measured using a comparator. As a comparison value the voltage tapped directly at the measuring contact is used. That way, the Voltage losses in the power supply on the way from the voltage source are not included expected.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erhält der Spannungsregler aus der Referenzspannungsquelle als Vergleichsspannung wahlweise eine positive oder eine negative Spannung. Auf diese Weise wird von der einstellbaren Spannungsquelle entweder ein positiver oder negativer Strom über den Meßkontakt zum verunreinigten Leiter geführt, so daß eventuelle Gleichrichtereffekte der korrodierten Oberfläche erkennbar werden. According to a development of the invention, the voltage regulator receives from the reference voltage source as a comparison voltage, either a positive or a a negative voltage. In this way, the adjustable voltage source is used either a positive or negative current through the measuring contact to the contaminated Conductor out, so that any rectifier effects of the corroded surface become recognizable.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die zum Meßkontakt fließende Stromstärke mit mehreren Geräten gemessen wird und auf diese Weise der Meßbereich des Auswerters selbsttätig umgeschaltet wird Das hat den Vorteil, daß ohne für den Messenden erkennbar eine Meßbereichumschaltung vorgenommen wird und man auf diese Weise zu optimalen Meßergebnissen kommt, weil jeweils im Meßbereich mit dem geringsten Fehler gemessen wird. One embodiment of the invention provides that the measuring contact flowing amperage is measured with several devices and in this way the The evaluator's measuring range is switched over automatically. This has the advantage that without a measuring range changeover being carried out, which is noticeable for the person measuring in this way optimal measurement results are obtained, because in each case in the measuring range is measured with the slightest error.

Ein Beispiel der Erfindung wird anhand der Figur näher erläutert. An example of the invention is explained in more detail with reference to the figure.

Der zu untersuchende Werkstoff, der entsprechend verschiedenen Prüfatmosphären ausgesetzt war, ist an seinem Ende u mit Masse verbunden. Das andere Ende w führt über einen Widerstand R 2 zum invertierenden Eingang des Differenzverstärkers Vl. Dieser Eingang ist auch bekannterweise über den Widerstand R 3 mit dem Ausgang des Differenzverstärkers Vi verbunden. The material to be examined, the corresponding different test atmospheres was exposed, u is connected to ground at its end. The other end w leads via a resistor R 2 to the inverting input of the differential amplifier Vl. This input is also known to be connected to the output of the resistor R 3 Differential amplifier Vi connected.

Zum Messen werden die Kontaktniete K I bis Kn mit einer festgelegten Kraft auf die Fläche des Leiters M gedrückt. Von einem Automaten oder manuell werden nun die hier nicht dargestellten Relais B 1, B 2 usw. bis Bn betätigt. Diese Relais schließen dabei jeweils ihre beiden Kontakte, von denen die Kontakte 4b 1 und Sb 1 hier als geschlossen gezeichnet sind. Damit ist von allen Meßkontakten nur der Kontakt K 1 zur Messung eingeschaltet. For measuring, the contact rivets K I to Kn are fixed with a Force pressed on the surface of the conductor M. From a machine or manually now the relays B 1, B 2, etc. to Bn, not shown here, are actuated. These relays close in each case their two contacts, of which the contacts 4b 1 and Sb 1 are drawn here as closed. So of all measuring contacts only the one is Contact K 1 switched on for measurement.

Über dem Kontakt 4b 1 ist der Meßkontakt K I über die Widerstände R 15, R 14, R 13 mit der einstellbaren Spannungsquelle V3 verbunden, die auf diesem Wege einen Strom eingeprägter Stärke über den Meßkontakt K 1 zum Leiter Maussendet. The measuring contact K I is above the contact 4b 1 via the resistors R 15, R 14, R 13 connected to the adjustable voltage source V3, which is on this Ways a current of impressed strength via the measuring contact K 1 to the conductor Maussenders.

Der Kontakt K list außerdem über den Kontakt Sb 1 und den Widerstand R 1 mit dem nicht invertierenden Eingang des Differenzverstärkers V1 verbunden. The contact K list also via the contact Sb 1 and the resistor R 1 connected to the non-inverting input of the differential amplifier V1.

Dieser Eingang ist außerdem über den Widerstand R 5 an Masse angeschlossen. This input is also connected to ground via resistor R 5.

Der Ausgang des Differenzverstärkers V1 führt über den Widerstand R 6 zum invertierenden Eingang des als Integrator ausgebildeten Reglers V2. Dieser Eingang ist über den Kondensator C2 mit dem Ausgang des Reglers V2 verbunden. Außerdem wird diesem Eingang noch eine positive Spannung über den Widerstand R 25 oder eine negative Spannung gegenüber Masse aus dem Widerstand R 26 zugeführt, je nachdem, ob der Kontakt 1a 1 oder 2a 1 eines hier nicht dargestellten Relais A 1 geschlossen ist. Der nicht invertierende Eingang des Reglers V2 ist an Masse angeschlossen, genauso wie die Verbindungsstelle der beiden Regelwiderstände R 25 undR26. The output of the differential amplifier V1 leads through the resistor R 6 to the inverting input of the controller V2, which is designed as an integrator. This The input is connected to the output of the controller V2 via the capacitor C2. aside from that this input is still a positive voltage across the resistor R 25 or a negative voltage to ground supplied from resistor R 26, depending on whether the contact 1a 1 or 2a 1 of a relay A 1, not shown here, is closed is. The non-inverting input of controller V2 is connected to ground, just like the junction of the two variable resistors R 25 and R26.

Der Ausgang des Reglers V2 ist über den Widerstand R 9 mit dem invertierenden Eingang der einstellbaren Spannungsquelle V3 verbunden. Diese Spannungsquelle ist ebenfalls ein Differenzverstärker, der hier jedoch als gesteuerter Leistungsverstärker den Meßstrom liefert Die interne Beschaltung mit dem Widerstand R 11 und der Induktivität L sowie die Zuführung des Massepotentials erfolgt in der vom Hersteller vorgeschriebenen Weise. Darüber hinaus ist auch noch der nicht invertierende Eingang über den Widerstand R 10 und der Ausgang über den Widerstand R 12 mit Masse verbunden. The output of the controller V2 is via the resistor R 9 with the inverting Input of the adjustable voltage source V3 connected. This voltage source is also a differential amplifier, but here as a controlled power amplifier the measuring current is supplied by the internal wiring with the resistor R 11 and the inductance L as well as the supply of the ground potential takes place in the manner prescribed by the manufacturer Way. In addition, there is also the non-inverting input through the resistor R 10 and the output connected to ground via resistor R 12.

Der Ausgang der Spannungsquelle V3 führt einerseits über die Widerstände R 13, R 14 und R 15 mit den zu den Meßkontakten K 1 bis Kn, wie schon beschrieben. Außerdem ist dieser Ausgang über den Kontakt 3a 2 und über den Widerstand R 4 mit dem nicht invertierenden Eingang des Differenzverstärkers V1 verbunden. Bei jedem Umschalten von einem Meßkontakt K auf den nächsten wird dieser Kontakt 3a2 geschlossen, so daß die Ausgangsspannung der Spannungsquelle V3 auch zum Differenzverstärker V1 gelangt Dadurch wird die Spannung am Ausgang der Spannungsquelle V3 bei jedem beliebigen Durchgangswiderstand begrenzt, so daß keine störenden Spannungsspitzen entstehen können, die die empfindliche Oberfläche des Meßobjekts Mdurchschlagen könnten. The output of the voltage source V3 leads on the one hand via the resistors R 13, R 14 and R 15 with the measuring contacts K 1 to Kn, as already described. In addition, this output is via the contact 3a 2 and via the resistor R 4 with connected to the non-inverting input of the differential amplifier V1. With everyone Switching from one measuring contact K to the next, this contact 3a2 is closed, so that the output voltage of the voltage source V3 also to the differential amplifier V1 gets thereby the voltage at the output of the voltage source V3 with each any volume resistance is limited, so that no disturbing voltage peaks can arise that penetrate the sensitive surface of the measurement object M. could.

Die Strommessung erfolgt über 3 verschiedene Eichwiderstände R 13, R 14 und R 15, wobei der Widerstand R 13 den höchsten und R 15 den kleinsten Wert hat. Diese Widerstände sind so gebaut, daß sie 2 Anschlußdrähte an jeder Seite haben, so daß der Spannungsabfall am Zuleitungsdraht das Meßergebnis nicht verfälscht. The current is measured using 3 different calibration resistors R 13, R 14 and R 15, where the resistance R 13 has the highest and R 15 the lowest value Has. These resistors are built so that they have 2 connecting wires on each side, so that the voltage drop on the lead wire does not falsify the measurement result.

An jedem der 3 Widerstände entsteht durch den durch ihn fließenden Strom ein Spannungsabfall, der beispielsweise von R 13 über die Widerstände R 16 und R17 zu den Eingängen des Differenzverstärkers V7 gelangt. Die Beschaltung des Differenzverstärkers wird durch die Widerstände R 22 und R 28 ergänzt In ähnlicher Weise sind auch die Differenzverstärker V5 und V6 beschaltet. At each of the 3 resistances arises from the one flowing through it Current is a voltage drop that occurs, for example, from R 13 through resistors R 16 and R17 reaches the inputs of the differential amplifier V7. The wiring of the Differential amplifier is supplemented by the resistors R 22 and R 28 The differential amplifiers V5 and V6 are also connected.

Fließt nun der Meßstrom durch den Widerstand R 13, so entsteht an ihm ein bestimmter Spannungsabfall. Die einzelnen Strombereiche werden, wie folgt, umgeschaltet. Steigt die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers V7 über einen bestimmten Wert an, dann schaltet der Grenzwertgeber B 1 das Relais A 5 ein. Der Kontakt 13a 5 unterbricht die Leitung, die vom Differenzverstärker V7 zum Auswerter D führt, und schaltet stattdessen den Ausgang des Differenzverstärkers V6 an diese Leitung mit dem Kontakt 12a 5. Damit gelangt nun das Meßergebnis der Stromstärke zum Auswerter D, das nicht vom Differenzverstärker V7, sondern von V6 gemessen worden ist Gleichzeitig kommt ein Potential aus dem Grenzwertgeber B 1 auf direktem Wege zum Auswerter D und nimmt dort eine Umschaltung des Rechenwerkes vor. If the measuring current now flows through the resistor R 13, it arises him a certain voltage drop. The individual current ranges are as follows, switched. If the output voltage of the differential amplifier V7 rises above a certain value, then the limit value transmitter B 1 switches on the relay A 5. Of the Contact 13a 5 interrupts the line from the differential amplifier V7 to the evaluator D leads, and instead switches the output of the differential amplifier V6 to it Line with the contact 12a 5. The result of the measurement of the current intensity is now obtained to the evaluator D, which was not measured by the differential amplifier V7, but by V6 is At the same time, a potential comes directly from the limit indicator B 1 to the evaluator D and switches over the arithmetic unit there.

Sollte es sich herausstellen, daß der fließende Strom auch noch nicht in den günstigsten Meßbereich des Differenzverstärkers V6 fällt, so betätigt der Grenzwertgeber B 2 in der schon beschriebenen Weise das Relais A 4. Der Kontakt 11 a 4 öffnet und der Kontakt 10a 4 legt den Ausgang des Differenzverstärkers V5 an den Auswerter D. It should turn out that the flowing stream also hasn't falls in the most favorable measuring range of the differential amplifier V6, then actuates the Limit switch B 2 in the manner already described relay A 4. The contact 11 a 4 opens and the contact 10 a 4 sets the output of the differential amplifier V5 to the evaluator D.

Der Auswerter D bekommt einerseits das Meßergebnis der Stromstärke zugeführt unter Angabe des Meßbereiches, und andererseits wird ihm die Meßspannung vom Ausgang des Differenzverstärkers V1 zugeleitet Aus diesen Angaben kann nun der Auswerter D entweder durch Dividieren der beiden Werte direkt den Durchgangswiderstand errechnen oder auch, je nach Aufgabenstellung, die Werte für Strom und Spannung unter Angabe des Meßbereichs direkt ausgeben. Die Ausgabe kann digital oder analog erfolgen und bei Bedarf ausgedruckt werden. The evaluator D receives, on the one hand, the measurement result of the current intensity supplied with specification of the measuring range, and on the other hand the measuring voltage is supplied to it from the output of the differential amplifier V1. From this information, the Evaluator D either directly divides the volume resistance by dividing the two values calculate or, depending on the task, the values for current and voltage output directly, specifying the measuring range. The output can be digital or analog and can be printed out if necessary.

Bei Inbetriebnahme des Meßgerätes wird der zu untersuchende Kontaktwerkstoff in die Aufnahme eingespannt und durch Spannbacken an den Punkten u und w kontaktiert, so daß eine gute galvanische Verbindung entsteht. Nach Absenken der Meßkontakte auf den verunreinigten Leiter M und nach Einschalten des jeweiligen Meßkontaktes wird die Spannungsquelle V3 so eingeregelt, daß sie nicht mehr als eine bestimmte voreinstellbare Spannung abgibt. Da der von ihr erzeugte Meßstrom immer über die Widerstände R 13, R14 und R15 fließt, kann er seine höchstzulässige Stärke nicht überschreiten. When the measuring device is put into operation, the will be investigating Contact material clamped in the receptacle and by clamping jaws at the points u and w contacted, so that a good galvanic connection is created. After lowering the measuring contacts on the contaminated conductor M and after switching on the respective The measuring contact becomes the voltage source V3 adjusted so that they do not have more than one gives off a certain presettable voltage. Since the measuring current generated by it always If it flows through the resistors R 13, R14 and R15, it can reach its maximum permissible strength do not exceed.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for measuring the volume resistance between a measuring contact and a contaminated conductor under consideration of the lead resistance of the measuring device, characterized in that the measuring contact (K 1) is connected to an adjustable voltage source (V3) that the to be measured Conductor (M) at one end with the other potential (ground) of this voltage source (V3) is connected that a differential amplifier (V1) with an input (+) to the Measuring contact (K 1) and with the other input () to a second end (w) of the conductor (M) is connected that the measuring contact (K 1) with a fixed force to the Conductor (M) is pressed between the two connections (u, w) so that a Part of the conductor (M) a current flows that this current at the transition from the measuring contact (K 1) to the conductor (M) generates a voltage drop, the size of which in the differential amplifier (V1) is compared with the voltage at the measuring contact (K1) that that from the differential amplifier (V 1) detected voltage difference with the voltage of a reference voltage source (R 25, R 26) is compared in a controller (V2) and based on this comparison the voltage of the adjustable voltage source (V3) to a maximum permissible Value is regulated, and that from the determined by the differential amplifier (V 1) Voltage difference and that of the adjustable voltage source (V3) to the measuring contact (K 1) flowing current the volume resistance is calculated in an evaluator (D) and is output.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the reference voltage source (R 25, R 26), which is optionally a positive or a emits negative voltage, via a switch (la 1, 2a 1) with the controller (V2) connected is.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the strength of the voltage flowing from the adjustable voltage source (V3) to the measuring contact (K 1) Current with at least two measuring devices (V5, V6, V7) with different measuring ranges is measured and that the specification of the measuring range switches the evaluator (D) automatically.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the evaluator (D) besides the measured current strength also that of the differential amplifier (V 1) measured voltage difference is supplied, and that the evaluator (D) off the volume resistance at the measuring contact (Vl) taking these two values into account of the respective measuring range is calculated and the measurement and calculation results are displayed and / or prints.

5. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the adjustable voltage source (V3) at the beginning of each measurement with its output to an input of the differential amplifier (V1) to avoid switch-on voltage surges connected.

The invention relates to a circuit arrangement for measuring the volume resistance between one Measuring contact and a contaminated conductor the lead resistance of the measuring device.

Contacts that are used, for example, in telephony technology, are exposed to different climates during operation, which can lead to corrosion on the contact surface. There are still dust, grease and others to come Soiling is added, so that in further operation the over such contaminated Contacts flowing current have to overcome a contact resistance that can be considerable Has.

The object of the invention is to determine the size of such a volume resistance, especially after treating different contact materials in one Climatic cabinet to measure the usefulness of the contact material in this way ascertain.

A very large measuring range must be taken into account when measuring. The measurement accuracy should be as great as possible, so that the volume resistance can be specified very precisely. In order to avoid fritting, the test current may and the test voltage does not have a certain value, for example 20 mA or 20 mV exceed. On the other hand, these limit values should not be significantly undercut will.

External defects, such as thermo-diode effects on the corroded Surface, are to be switched off. In addition, the lead resistance of the power supply to be taken into account within the measuring device during the measuring process.

This object is achieved according to the invention in that the measuring contact is connected to an adjustable voltage source that the conductor to be measured is connected at one end to the other potential of this voltage source that a differential amplifier with one input to the measuring contact and the other Input is connected to a second end of the conductor that the measuring contact with a specified force is pressed against the conductor between the two connections is, so that a current flows through part of the conductor, this current at the junction from the measuring contact to the conductor generates a voltage drop, the size of which in the differential amplifier is compared with the voltage at the measuring contact that that of the differential amplifier detected voltage difference with the voltage of a reference voltage source is compared in a controller and based on this comparison, the voltage of the adjustable voltage source is regulated to a maximum permissible value, and that from the voltage difference determined by the differential amplifier and the The current flowing from the adjustable voltage source to the measuring contact is the volume resistance is calculated and output in an evaluator.