FR2637985A1 - Method and apparatus for measuring resistance, particularly for temperature measurement - Google Patents
Method and apparatus for measuring resistance, particularly for temperature measurement Download PDFInfo
- Publication number
- FR2637985A1 FR2637985A1 FR8813569A FR8813569A FR2637985A1 FR 2637985 A1 FR2637985 A1 FR 2637985A1 FR 8813569 A FR8813569 A FR 8813569A FR 8813569 A FR8813569 A FR 8813569A FR 2637985 A1 FR2637985 A1 FR 2637985A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- terminals
- resistive impedance
- analog
- measured
- digital converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
- G01K7/20—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
- G01K7/21—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit for modifying the output characteristic, e.g. linearising
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
- G01R17/02—Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
- G01R17/10—AC or DC measuring bridges
- G01R17/105—AC or DC measuring bridges for measuring impedance or resistance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé et un appareil de mesure d'impédances résistives. The present invention relates to a method and apparatus for measuring resistive impedances.
La mesure d'une impédance résistive est une opération très courante, notamment parce que de nombreux capteurs fonctionnent par variation d'impédance résistive. On décrit l'invention dans le cas de la mesure des variations d'une température, représentée par les variations d'impédance résistive d'une résistance constituée par un tronçon d'un fil d'alliage ou de métal convenable. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée å cette seule application et elle concerne de façon générale la mesure de toutes les impédances résistives. Measuring a resistive impedance is a very common operation, in particular because many sensors operate by varying the resistive impedance. The invention is described in the case of measuring the variations of a temperature, represented by the resistive impedance variations of a resistor constituted by a section of a suitable alloy or metal wire. Of course, the invention is not limited to this single application and it generally relates to the measurement of all resistive impedances.
On sait depuis longtemps mesurer les impédances résistives. Cependant, tous les procédés connus présentent des inconvénients, essentiellement relatifs à la précision, la linéarité du signal, le court de l'appareillage, etc. Le procédé et l'appareil selon l'invention permettent une réduction très importante de ces inconvénients. It has long been known to measure resistive impedances. However, all known methods have drawbacks, essentially relating to the precision, the linearity of the signal, the shortness of the apparatus, etc. The method and apparatus according to the invention allow a very significant reduction of these drawbacks.
Il convient d'abord de considérer les divers procédés connus de mesure d'impédance résistive pour qu'il apparaisse clairement comment l'invention se distingue de la technique antérieure. It is first necessary to consider the various known methods of resistive impedance measurement so that it becomes clear how the invention differs from the prior art.
Un premier procédé de mesure d'une impédance résistive est connu sous le nom de "montage potentiométrique". A first method of measuring a resistive impedance is known under the name of "potentiometric assembly".
La figure 1 le représente schématiquement. Une source de tension 10, ayant une force électromotrice es et une résistance interne Rs, alimente un circuit série forme d'une résistance R1 et d'une résistance 12 ayant une impédance résistive à mesurer Rc. La tension vm aux bornes de la résistance 12 est mesurée par un appareil -de mesure 14 ayant une impédance résistive d'entrée Rd. Cette tension est de la forme
Cette équation indique les mouvements de ce montage. This equation indicates the movements of this assembly.
En effet, l'obtention d'un signal linéaire nécessite que la variation de l'impédance résistive à mesurer soit faible par rapport à la somme des résistances R c + R1 + Rs. Une solution peut être l'utilisation, à la place d'une source de tension, d'une source de courant c'est-à-dire d'une source ayant une résistance Rs extrêmement élevée. Cette disposition présente un inconvénient car la réalisation d'une source de courant dans ce contexte est onéreuse.Indeed, obtaining a linear signal requires that the variation of the resistive impedance to be measured is small compared to the sum of the resistances R c + R1 + Rs. One solution may be the use, instead of d a voltage source, a current source, that is to say a source having an extremely high resistance Rs. This arrangement has a drawback because the production of a current source in this context is expensive.
Cependant, le plus grand inconvénient du montage potentiométrique est sa sensibiité aux dérives de la source et aux parasites. En effet, on note que la tension mesurée varie avec la tension de la source, et celle-ci n'est pas constante. En pratique, un tel montage ne donne qu'une précision relativement faible ; en outre, la tension mesurée présente un défaut de linéarité (l'impédance résistive Rc apparaît à la fois au numérateur et au dénominateur).However, the biggest drawback of the potentiometric assembly is its sensitivity to source drifts and parasites. Indeed, it is noted that the measured voltage varies with the voltage of the source, and the latter is not constant. In practice, such an assembly gives only relatively low precision; in addition, the measured voltage has a linearity fault (the resistive impedance Rc appears in both the numerator and the denominator).
Un second procédé tres utilisé pour la mesure des impédances est le montage en pont, sous forme d'un pont de
Wheatstone tel que représenté sur la figure 2. Sur cette figure, les résistance R1, R2, R3 et 12, ayant l'impédance résistive à mesurer Rc, sont montées en pont. Les extrémités d'une premiere diagonale sont reliées à la source de tension 10 et les extrémités de l'autre diagonale sont reliées à un appareil de mesure représenté par son impédance résistive d'entrée Rd. Dans ce montage, le courant circulant dans la branche de mesure est tel que
Wheatstone as shown in FIG. 2. In this figure, the resistors R1, R2, R3 and 12, having the resistive impedance to be measured Rc, are connected in bridge. The ends of a first diagonal are connected to the voltage source 10 and the ends of the other diagonal are connected to a measuring device represented by its resistive input impedance Rd. In this arrangement, the current flowing in the branch of measurement is such that
Il faut d'abord noter que l'impédance d'entrée de l'appareil de mesure Rd doit être très élevée.Dans ce cas, l'équation se simplifie et la tension mesurée est exprimée sous la forme
On note que l'impédance résistive à mesurer R c apparaît å la fois au numérateur et au dénominateur. Ce montage ne donne donc pas un résultat linéaire. En fait, la figure 3 indique l'allure de la variation de la tension obtenue en fonction de la valeur de l'impédance résistive à mesurer.We note that the resistive impedance to measure R c appears in both the numerator and the denominator. This arrangement therefore does not give a linear result. In fact, FIG. 3 indicates the shape of the variation of the voltage obtained as a function of the value of the resistive impedance to be measured.
Bien entendu, on connaît des méthodes pour linéariser le signal de sortie d'un tel pont. Ainsi, la figure 4 représente un circuit analogue à celui de la figure 2 mais dans lequel un amplificateur opérationnel 16 a été ajouté de maniere qu'il permette une linéarisation du signal de sortie. Cependant, les circuits comprenant un tel amplificateur nécessitent un réglage lors de leur fabrication et présentent des dérives. Of course, methods are known for linearizing the output signal of such a bridge. Thus, Figure 4 shows a circuit similar to that of Figure 2 but in which an operational amplifier 16 has been added so that it allows linearization of the output signal. However, circuits comprising such an amplifier require adjustment during their manufacture and have drifts.
Comme indiqué précédemment à propos du montage potentiométrique, on peut aussi utiliser une source de courant à la place d'une source de tension pour l'alimentation de l'impédance résistive à mesurer. Cependant, l'obtention d'une précision convenable nécessite une source de courant ayant des performances élevées et qui est couteuse. As indicated previously with regard to the potentiometric assembly, it is also possible to use a current source instead of a voltage source for supplying the resistive impedance to be measured. However, obtaining suitable accuracy requires a high performance current source which is expensive.
Les considérations qui précédent s'appliquent à la mesure des résistances par la méthode de déviation et non par la méthode de zéro. Bien entendu, on sait que la précision est accrue lorsqu'on peut mesurer une résistance par une méthode de zéro. Par exemple, une méthode connue pour la mesure précise de résistances est une méthode de double zéro, c'est-à-dire une méthode d'opposition illustrée par la figure 5. Sur cette figure, un circuit série est formé par la résistance 12 ayant l'impédance résistive à mesurer Rc, une résistance de référence Rf et un potentiomètre 18 permettant un réglage de la plage de travail. Ce circuit série est alimenté par une première source de tension.Un commutateur bipolaire à deux directions 20 permet la connexion d'un circuit de mesure soit aux bornes de la résistance de référence Rf soit aux bornes de la résistance à mesurer Rc. Ce circuit de mesure comprend un galvanomètre 22, un potentiomètre 24 et un potentiomètre de réglage 26. The above considerations apply to the measurement of resistances by the deviation method and not by the zero method. Of course, it is known that the precision is increased when a resistance can be measured by a zero method. For example, a known method for the precise measurement of resistances is a double zero method, that is to say an opposition method illustrated in FIG. 5. In this figure, a series circuit is formed by the resistor 12 having the resistive impedance to be measured Rc, a reference resistance Rf and a potentiometer 18 allowing adjustment of the working range. This series circuit is supplied by a first voltage source. A two-way bipolar switch 20 allows the connection of a measurement circuit either at the terminals of the reference resistance Rf or at the terminals of the resistance to be measured Rc. This measurement circuit includes a galvanometer 22, a potentiometer 24 and an adjustment potentiometer 26.
Le circuit de mesure est alimenté par une autre source de tension. Les valeurs des impédances Rf et R c sont connues d'après la position du curseur du potentiomètre 24 de mesure. Le rapport des impédances à mesurer R c et de référence Rf est égal au rapport des positions du curseur.The measurement circuit is supplied by another voltage source. The values of the impedances Rf and R c are known from the position of the cursor of the measurement potentiometer 24. The ratio of the impedances to be measured R c and of reference Rf is equal to the ratio of the positions of the cursor.
Cette méthode ne présente donc pas de défaut de linéarité.This method therefore has no linearity defect.
Cependant, elle présente un inconvénient car elle nécessite deux mesures réalisées successivement, et une commutation entre les impédances de référence et à mesurer, et il faut en outre que la tension des sources alimentant les deux circuits soit bien constante pendant toute la durée de la mesure qui a une durée relativement grande.However, it has a drawback because it requires two measurements carried out successively, and a switching between the reference and measurement impedances to be measured, and it is also necessary that the voltage of the sources supplying the two circuits is well constant throughout the duration of the measurement. which has a relatively large duration.
I1 faut en outre noter que la plupart des procédés connus nécessitent un réglage final à l'emplacement d'utilisation, par un technicien qualifié à cet effet. Ce réglage est destiné à compenser les effets de la longueur des fils de liaison. It should also be noted that most of the known methods require a final adjustment at the place of use, by a qualified technician for this purpose. This adjustment is intended to compensate for the effects of the length of the connecting wires.
L'invention concerne un procédé et un appareil de mesure présentant la simplicité du montage potentiométrique et donnant automatiquement et rapidement des résultats aussi précis que ceux qui peuvent être obtenus par mise en oeuvre de la méthode d'opposition, illustrée en référence a la figure 5. The invention relates to a measuring method and apparatus having the simplicity of potentiometric mounting and automatically and quickly giving results as precise as those which can be obtained by implementing the opposition method, illustrated with reference to FIG. 5 .
Ainsi, l'invention permet l'obtention de mesures d'impédances résistives de manière linéaire, sans qu'une source de tension continue stable soit nécessaire, et avec un très faible coût. A cet effet, elle met en oeuvre un convertisseur analogique-numérique comme appareil de mesure. Thus, the invention makes it possible to obtain resistive impedance measurements in a linear fashion, without a stable DC voltage source being necessary, and with very low cost. To this end, it uses an analog-digital converter as a measuring device.
Plus précisément, l'invention concerne un procédé de mesure d'une impédance résistive montée en série avec une impédance résistive de référence et une source de tension ou de courant continu, du type qui comprend
- une première étape de connexion d'un dispositif de mesure aux bornes de l'impédance résistive de référence ou à mesurer,
- une deuxième étape de mesure de l'impédance résistive de référence ou à mesurer,
- une troisième étape de connexion du dispositif de mesure aux bornes de l'impédance résistive à mesurer ou de référence respectivement,
- une quatrième étape de mesure de l'impédance résistive à mesurer ou de référence respectivement, et
- une cinquième étape de formation du rapport des mesures de la seconde et de la quatrième étape, permettant la détermination de l'impédance résistive à mesurer à partir de la connaissance de l'impédance résistive de référence,
caractérisé en ce que
le dispositif de mesure est un convertisseur analogique-numérique ayant une paire de bornes d'entrée de référence, une paire de bornes d'entrée de détection et des bornes de sortie d'un signal numérique,
le procédé comprend la connexion des bornes de l'impédance résistive de référence a l'une des deux paires de bornes d'entrée du convertisseur analogique-numérique et la connexion des bornes de l'impédance résistive à mesurer à l'autre des deux paires de bornes d'entrée, si bien que l'impédance résistive de référence et l'impédance résistive à mesurer sont connectées simultanément au convertisseur analogique-numérique, et
la formation du rapport des mesures comprend la lecture du signal numérique disponible aux bornes de sortie du convertisseur analogique-numérique.More specifically, the invention relates to a method for measuring a resistive impedance connected in series with a reference resistive impedance and a voltage or direct current source, of the type which comprises
a first step of connecting a measuring device to the terminals of the resistive impedance of reference or to be measured,
- a second step of measuring the reference resistive impedance or to be measured,
a third step of connecting the measuring device to the terminals of the resistive impedance to be measured or of reference respectively,
a fourth step of measuring the resistive impedance to be measured or of reference respectively, and
a fifth step of forming the report of the measurements of the second and the fourth step, allowing the determination of the resistive impedance to be measured from knowledge of the reference resistive impedance,
characterized in that
the measuring device is an analog-digital converter having a pair of reference input terminals, a pair of detection input terminals and output terminals of a digital signal,
the method comprises the connection of the terminals of the reference resistive impedance to one of the two pairs of input terminals of the analog-digital converter and the connection of the terminals of the resistive impedance to be measured to the other of the two pairs of input terminals, so that the reference resistive impedance and the resistive impedance to be measured are connected simultaneously to the analog-digital converter, and
forming the measurement report includes reading the digital signal available at the output terminals of the analog-digital converter.
De préférence, le procédé comprend en outre la multiplication de la valeur numérique de sortie du convertisseur analogique-numérique par une valeur représentative de l'impédance résistive de référence, et la formation d'une valeur représentative de la valeur de l'impédance résistive mesurée. Preferably, the method further comprises multiplying the digital output value of the analog-digital converter by a value representative of the reference resistive impedance, and forming a value representative of the value of the measured resistive impedance .
Lorsque la source est une source de tension continue, il est avantageux que la variation de la tension de la source de tension continue pendant un cycle de mesure du convertisseur analogique-numérique soit inférieure à l'inverse de la pièze puissance de 2, p étant le nombre de bits du convertisseur analogique-numérique. When the source is a DC voltage source, it is advantageous that the variation of the voltage of the DC voltage source during a measurement cycle of the analog-digital converter is less than the inverse of the low power of 2, p being the number of bits in the analog-to-digital converter.
Dans un mode de réalisation particulier, les signaux appliqués aux paires de bornes d'entrée sont transformés en signaux référencés par rapport à un potentiel commun avant transmission au convertisseur. In a particular embodiment, the signals applied to the pairs of input terminals are transformed into signals referenced with respect to a common potential before transmission to the converter.
L'invention concerne aussi un appareil de mesure d'une impédance résistive, du type dans lequel l'impédance résistive à mesurer est montée en série avec une impédance résistive de référence, et du type qui comprend
- une source de tension ou de courant continu reliée au circuit série formé par les impédances résistives, et
- un dispositif de mesure destiné a etre connecté de manière qu'il reçoive les tensions existant aux bornes de l'impédance résistive de référence et aux bornes de l'impédance résistive à mesurer,
caractérisé en ce que
le dispositif de mesure est un convertisseur analogique-numérique ayant une paire de bornes d'entrée de référence, une paire de bornes d'entrée de détection et des bornes de sortie,
les bornes de l'une des impédances résistives sont connectées aux bornes d'entrée de référence du convertisseur et les bornes de l'autre des impédances résistives sont connectées aux bornes d'entrée de détection du convertisseur, et
les bornes de sortie du convertisseur analogiquenumérique transmettent un signal numérique proportionnel au rapport des impédances résistives.The invention also relates to an apparatus for measuring a resistive impedance, of the type in which the resistive impedance to be measured is connected in series with a reference resistive impedance, and of the type which comprises
- a voltage or direct current source connected to the series circuit formed by the resistive impedances, and
- a measuring device intended to be connected so that it receives the voltages existing at the terminals of the reference resistive impedance and at the terminals of the resistive impedance to be measured,
characterized in that
the measuring device is an analog-digital converter having a pair of reference input terminals, a pair of detection input terminals and output terminals,
the terminals of one of the resistive impedances are connected to the reference input terminals of the converter and the terminals of the other of the resistive impedances are connected to the detection input terminals of the converter, and
the output terminals of the analog to digital converter transmit a digital signal proportional to the ratio of resistive impedances.
De préférence, les impédances d'entrée du convertisseur analogique-numérique, aux deux paires de bornes d'entrée, sont très élevées. Preferably, the input impedances of the analog-digital converter, at the two pairs of input terminals, are very high.
Dans un mode de réalisation avantageux, le convertisseur analogique-numérique est du type à double rampe. In an advantageous embodiment, the analog-digital converter is of the double ramp type.
Dans un autre mode de réalisation, le convertisseur comporte un convertisseur n'ayant pas d'entrées différentielles, mais dont l'une au moins des entrées de référence et de détection est reliée à la sortie d'au moins un amplificateur différentiel. In another embodiment, the converter comprises a converter having no differential inputs, but at least one of the reference and detection inputs of which is connected to the output of at least one differential amplifier.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel, les figures 1 à 5 ayant déjà étant décrites
la figure 6 est un schéma d'un appareil selon l'invention
la figure 7 est un diagramme des temps illustrant le fonctionnement de l'appareil de la figure 6 ; et
la figure 8 est un schéma d'un autre convertisseur utile selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given with reference to the appended drawing in which, FIGS. 1 to 5 having already been described
Figure 6 is a diagram of an apparatus according to the invention
Figure 7 is a timing diagram illustrating the operation of the apparatus of Figure 6; and
FIG. 8 is a diagram of another converter useful according to the invention.
La figure 6 représente un appareil selon l'invention, portant la référence générale 28 ; l'appareil est destiné à mesurer une impédance résistive Rc qui, dans un exemple, est celle d'un capteur de température. Dans l'application considérée, le capteur 12 ayant l'impédance résistive Rc est placé à une très grande distance de l'appareil de mesure 28, par exemple à une centaine de mètres, et il lui est relié par quatre fils 30. Deux de ces fils font partie d'un circuit série comprenant, en plus du capteur 12, une résistance de référence Rf. Le circuit série formé par la résistance de référence Rf et le capteur 12 est alimenté par une source de tension continue +V ; il n'est pas nécessaire que celle-ci soit tres stable.Les deux autres fils partant du capteur 12 et deux fils partant de la résistance de référence Rf sont reliés à un composant 32 constituant le coeur de l'appareil de mesure. FIG. 6 represents an apparatus according to the invention, bearing the general reference 28; the device is intended to measure a resistive impedance Rc which, in one example, is that of a temperature sensor. In the application considered, the sensor 12 having the resistive impedance Rc is placed at a very great distance from the measuring device 28, for example at a hundred meters, and it is connected to it by four wires 30. Two of these wires are part of a series circuit comprising, in addition to the sensor 12, a reference resistance Rf. The series circuit formed by the reference resistance Rf and the sensor 12 is supplied by a DC voltage source + V; it does not have to be very stable. The other two wires from the sensor 12 and two wires from the reference resistor Rf are connected to a component 32 constituting the heart of the measuring device.
Le composant 32 est un convertisseur analogiquenumérique. Il comporte une paire de bornes d'entrée de référence 34, une paire de bornes d'entrée de détection 36 et des bornes 38 de sortie d'un signal numérique, celles-ci correspondant aux bits de poids différents du signal de sortie. Les impédances d'entrée du convertisseur analogique-numérique aux bornes 34 et aux bornes 36 sont très élevées. Ainsi, selon un avantage de l'invention, la valeur de la résistance des fils de liaison entre les bornes et l'impédance résistive respective n'a pas d'importance du moment qu'elle est très faible par rapport aux impédances d'entrée du convertisseur. Component 32 is an analog-to-digital converter. It comprises a pair of reference input terminals 34, a pair of detection input terminals 36 and terminals 38 of output of a digital signal, these corresponding to the bits of different weight of the output signal. The input impedances of the analog-digital converter at terminals 34 and terminals 36 are very high. Thus, according to an advantage of the invention, the value of the resistance of the connecting wires between the terminals and the respective resistive impedance does not matter as long as it is very low compared to the input impedances of the converter.
De préférence, le composant 32 est un convertisseur analogique-numérique du type à double rampe, c'est-à-dire ayant le fonctionnement qu'on décrit maintenant en référence à la figure 7. Sur la figure 7, la courbe 40 représente le signal intégré, la courbe 42 représente un signal d'horloge interne, la courbe 44 représente le fonctionnement d'une bascule interne et la courbe 46 représente un signal indiquant l'état du convertisseur. Dans une première phase A, correspondant par exemple à 2 048 impulsions de l'horloge interne (dans le cas d'un convertisseur à douze bits), le convertisseur est remis à zéro. Ensuite, dans une phase B, le convertisseur intègre le signal de ses bornes d'entrée de détection 36, pendant une durée fixe, correspondant par exemple à 2 048 impulsions d'horloge et forme ainsi une rampe ascendante.Ensuite, le convertisseur intègre le signal parvenant à ses bornes d'entrée de référence 34 en le soustrayant du signal précédemment intégré. Preferably, the component 32 is an analog-digital converter of the double ramp type, that is to say having the operation which is now described with reference to FIG. 7. In FIG. 7, the curve 40 represents the integrated signal, curve 42 represents an internal clock signal, curve 44 represents the operation of an internal flip-flop and curve 46 represents a signal indicating the state of the converter. In a first phase A, corresponding for example to 2048 pulses of the internal clock (in the case of a twelve-bit converter), the converter is reset. Then, in a phase B, the converter integrates the signal from its detection input terminals 36, for a fixed duration, corresponding for example to 2048 clock pulses and thus forms an upward ramp. Then, the converter integrates the signal arriving at its reference input terminals 34 by subtracting it from the previously integrated signal.
Il forme donc une rampe descendante dont le passage à zéro est détecté. Ce passage à zéro 48 commande, à l'impulsion suivante d'horloge, la fin de la période de comptage C qui correspond à un certain nombre N d'impulsions d'horloge.It therefore forms a descending ramp whose zero crossing is detected. This passage to zero 48 commands, at the next clock pulse, the end of the counting period C which corresponds to a certain number N of clock pulses.
Ensuite, pendant la période D qui a une durée maximale de 4 096 impulsions d'horloge, le circuit assure la désinté- gration afin que le convertisseur soit prêt pour la mesure suivante. Le signal numérique de sortie est un nombre proportionnel au rapport des impédances R c et Rf (N - 2 048 Rc/Rf)
La durée du cycle décrit est de quelques dixièmes de seconde. L'obtention d'une mesure précise nécessite donc seulement que, pendant cette durée très courte, la tension de la source ne varie pas d'un pourcentage supérieur à la résolution du convertisseur, c'est-à-dire un bit pour 4 096dans le cas considéré. Compte tenu de la brièveté du cycle de mesure, pratiquement n'importe quelle source de tension non stabilisée convient. En outre, ce convertisseur a l'avantage de corriger automatiquement l'erreur de zéro. Si la durée du cycle est trop grande, on peut utiliser un montage tel que représenté sur la figure 8.Then, during period D which has a maximum duration of 4096 clock pulses, the circuit ensures the disintegration so that the converter is ready for the next measurement. The digital output signal is a number proportional to the ratio of the impedances R c and Rf (N - 2048 Rc / Rf)
The duration of the described cycle is a few tenths of a second. Obtaining an accurate measurement therefore only requires that, during this very short period, the source voltage does not vary by a percentage greater than the resolution of the converter, that is to say one bit for 4096 in the case considered. Given the shortness of the measurement cycle, almost any unstabilized voltage source is suitable. In addition, this converter has the advantage of automatically correcting the error from zero. If the cycle time is too long, an assembly as shown in FIG. 8 can be used.
La résolution du signal obtenu peut être aussi grande que voulue, et elle est limitée seulement par le nombre de bits du convertisseur. Il est donc possible d'obtenir une résolution et en conséquence une précision très élevée dans la mesure où le reste du circuit le permet. Bien entendu, la valeur numérique de sortie 38, qui correspond au rapport des tensions appliquées aux entrées 36, 34 et en conséquence au rapport des impédances résistives de la résistance à mesurer R c et de la résistance de référence Rf, peut être multipliée par une valeur représentative de la résistance de référence Rf Cette dernière peut être connue avec une très grande précision. L'impédance R c ou le paramètre qu'elle représente peut par exemple être affiché. The resolution of the signal obtained can be as large as desired, and is limited only by the number of bits of the converter. It is therefore possible to obtain a resolution and consequently a very high precision as far as the rest of the circuit allows. Of course, the digital output value 38, which corresponds to the ratio of the voltages applied to the inputs 36, 34 and consequently to the ratio of the resistive impedances of the resistance to be measured R c and of the reference resistance Rf, can be multiplied by a representative value of the reference resistance Rf The latter can be known with great precision. The impedance R c or the parameter which it represents can for example be displayed.
Un autre avantage de l'appareil représenté sur la figure 6 est qu'il ne nécessite pas d'étalonnage. En général, les instruments de mesure qui comprennent un amplificateur d'instrumentation nécessitent un étalonnage initial qui prend beaucoup de temps, si bien que le coût des appareils réalisés est relativement élevé. L'appareil selon l'invention ne nécessite aucun étalonnage. Another advantage of the apparatus shown in Figure 6 is that it does not require calibration. In general, measuring instruments which include an instrumentation amplifier require an initial calibration which is very time consuming, so that the cost of the instruments produced is relatively high. The apparatus according to the invention does not require any calibration.
Certains convertisseurs analogiques-numériques, et notamment certains convertisseurs du type à double rampe, sont très bon marché. En conséquence, l'appareil de mesure peut être très peu coûteux. Certain analog-digital converters, and in particular certain converters of the double ramp type, are very inexpensive. As a result, the meter can be very inexpensive.
Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à un convertisseur analogique-numérique du type à double à rampe, elle convient à tout convertisseur analogique-numérique ayant une entrée de référence et une entrée de détection, ayant des impédances d'entrée tres élevées. Si l'impédance d'entrée est insuffisante par rapport à l'impédance s mesurer, on peut utiliser un montage extérieur, de type connu des hommes du métier, qui augmente l'impédance d'entrée à une valeur convenable. Bien entendu, en fonction du composant 32 choisi, diverses autres connexions doivent être effectuées. Although the invention has been described with reference to an analog-digital converter of the double ramp type, it is suitable for any analog-digital converter having a reference input and a detection input, having very input impedances high. If the input impedance is insufficient with respect to the impedance to be measured, an external assembly can be used, of a type known to those skilled in the art, which increases the input impedance to a suitable value. Of course, depending on the component 32 chosen, various other connections must be made.
Dans un exemple de réalisation selon l'invention, mettant en oeuvre le convertisseur analogique-numérique ICL7109, c'est-à-dire un convertisseur ayant douze bits, des variations de résistance de 0,03 n (d'une résistance de platine de 100 n à O "C) peuvent être facilement déterminées, et elles peuvent correspondre par exemple à des variations de température de 0,1 'C autour de o 'C, dans le cas de l'application à un capteur de température. In an exemplary embodiment according to the invention, using the analog-digital converter ICL7109, that is to say a converter having twelve bits, resistance variations of 0.03 n (of a platinum resistance of 100 n to O "C) can be easily determined, and they can correspond, for example, to temperature variations of 0.1 'C around o' C, in the case of application to a temperature sensor.
Lors de l'utilisation d'un convertisseur analogiquenumérique du type ICL7109 de "Intersil", le composant est relié à la masse, à une source de tension d'alimentation du circuit intégré, à des condensateurs de découplage, et å un microprocesseur qui transmet des signaux de commande du fonctionnement et qui assure ensuite un traitement du signal numérique des bornes 38 afin que le signal du composant 32 soit utilisé. Cette utilisation peut être un simple affichage de la valeur de la résistance Rc, ou peut etre l'affichage ou l'impression d'un paramètre correspondant a la valeur Rc, etc. When using an analog-to-digital converter of the ICL7109 type from "Intersil", the component is connected to ground, to a supply voltage source of the integrated circuit, to decoupling capacitors, and to a microprocessor which transmits operating control signals and which then processes the digital signal from terminals 38 so that the signal from component 32 is used. This use can be a simple display of the value of the resistance Rc, or can be the display or the printing of a parameter corresponding to the value Rc, etc.
La figure 8 représente un autre mode de réalisation. Figure 8 shows another embodiment.
Comme les convertisseurs du type à double rampe et à deux entrées différentielles qui sont disponibles peuvent ne pas avoir une résolution suffisante (nombre de bits) ou lorsque la durée du cycle doit être très faible (grande fréquence de répétition des mesures), il peut être utile d'utiliser l'appareil représenté sur la figure 8, constituant un exemple du composant 32 représenté sur la figure 6. Le convertisseur 50 est d'un type à entrée non différentielle, car il comporte une entrée 52 de référence, une entrée 54 de détection, une masse 56 et une sortie 58. Deux amplificateurs différentiels 60 et 62 ont leur sortie reliée à l'une des bornes d'entrée 52 et 54, et ils forment des entrées différentielles.La durée du cycle de mesure d'un tel composant est de quelques dizaines de microsecondes, c' est-à-dire bien inférieure à celle du montage de la figure 6, lorsque le convertisseur est du type AD574 de
Analog Devices. Bien entendu, un montage å un seul amplifi cateur différentiel dont la sortie est reliée à l'une des bornes d'entrée peut aussi convenir. La seconde entrée différentielle est formée par l'autre borne d'entrée et la masse.As the converters of the double ramp type and with two differential inputs which are available may not have sufficient resolution (number of bits) or when the cycle time must be very short (high frequency of repetition of the measurements), it may be useful to use the device represented in FIG. 8, constituting an example of the component 32 represented in FIG. 6. The converter 50 is of a non-differential input type, since it comprises an input 52 for reference, an input 54 detection, a ground 56 and an output 58. Two differential amplifiers 60 and 62 have their output connected to one of the input terminals 52 and 54, and they form differential inputs. The duration of the measurement cycle of a such component is a few tens of microseconds, that is to say much less than that of the assembly of FIG. 6, when the converter is of the AD574 type of
Analog Devices. Of course, mounting to a single differential amplifier whose output is connected to one of the input terminals may also be suitable. The second differential input is formed by the other input terminal and the ground.
Dans la description (et dans les revendications) l'expression "une paire de bornes" s'applique aussi au cas où l'une des bornes est une borne de masse. En outre, dans le cadre de l'invention, l'impédance à mesurer peut être reliée aux bornes d'entrée de référence ou de détection, selon le cas. In the description (and in the claims) the expression "a pair of terminals" also applies to the case where one of the terminals is a ground terminal. In addition, in the context of the invention, the impedance to be measured can be connected to the reference or detection input terminals, as the case may be.
Bien qu'on ait décrit des modes de réalisation dans lesquels une source de tension continue est utilisée, une source de courant continu convient aussi évidemment , cependant, une telle source n'est pas avantageuse en général étant donné son coût relativement élevé. Although embodiments have been described in which a DC voltage source is used, a DC source is also obviously suitable, however, such a source is generally not advantageous given its relatively high cost.
Ainsi, l'invention permet une mesure linéaire, pr6- cise et rapide d'une impédance résistive, par un appareil automatique peu coûteux qui ne nécessite pas d'étalonnage. Thus, the invention allows a linear, precise and rapid measurement of a resistive impedance, by an inexpensive automatic device which does not require calibration.
Elle convient donc à presque tous les appareils de mesure d'impédances résistives. It is therefore suitable for almost all resistive impedance measuring devices.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8813569A FR2637985B1 (en) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING RESISTIVE IMPEDANCES, PARTICULARLY FOR MEASURING TEMPERATURES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8813569A FR2637985B1 (en) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING RESISTIVE IMPEDANCES, PARTICULARLY FOR MEASURING TEMPERATURES |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2637985A1 true FR2637985A1 (en) | 1990-04-20 |
| FR2637985B1 FR2637985B1 (en) | 1991-04-26 |
Family
ID=9371048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8813569A Expired - Lifetime FR2637985B1 (en) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING RESISTIVE IMPEDANCES, PARTICULARLY FOR MEASURING TEMPERATURES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2637985B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2270520A1 (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-05 | Fluke Corporation | Resistance bridge architecture and method |
| US8358143B2 (en) | 2009-07-02 | 2013-01-22 | Fluke Corporation | Internal self-check resistance bridge and method |
| NL2017179B1 (en) * | 2016-07-15 | 2017-07-17 | Intermodal Telematics B V | Temperature measuring circuit obviating calibration |
| CN109142876A (en) * | 2018-10-31 | 2019-01-04 | 于创宇 | Resistance measuring circuit and resistivity-measuring devices |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2715842A1 (en) * | 1976-09-02 | 1978-03-09 | Genrad Inc | METHOD FOR AUTOMATIC IMPEDANCE MEASUREMENT |
| US4408157A (en) * | 1981-05-04 | 1983-10-04 | Associated Research, Inc. | Resistance measuring arrangement |
| EP0174075A1 (en) * | 1984-08-13 | 1986-03-12 | C-I-L Inc. | Digital display ohmmeter |
-
1988
- 1988-10-14 FR FR8813569A patent/FR2637985B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2715842A1 (en) * | 1976-09-02 | 1978-03-09 | Genrad Inc | METHOD FOR AUTOMATIC IMPEDANCE MEASUREMENT |
| US4408157A (en) * | 1981-05-04 | 1983-10-04 | Associated Research, Inc. | Resistance measuring arrangement |
| EP0174075A1 (en) * | 1984-08-13 | 1986-03-12 | C-I-L Inc. | Digital display ohmmeter |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ELECTRONIC DESIGN, vol. 30, no. 26, décembre 1982, page 180, Waseca, MN, US; "Digital panel-meter chip computes resistance imbalance" * |
| ELECTRONICS, vol. 48, no. 20, 2 octobre 1975, pages 118-121; J. WHITMORE: "Simple a-d converter circuit measures resistance digitally" * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2270520A1 (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-05 | Fluke Corporation | Resistance bridge architecture and method |
| CN101943712A (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-12 | 弗卢克公司 | The resistance bridge architecture and method |
| US8253427B2 (en) | 2009-07-02 | 2012-08-28 | Fluke Corporation | Resistance bridge architecture and method |
| US8358143B2 (en) | 2009-07-02 | 2013-01-22 | Fluke Corporation | Internal self-check resistance bridge and method |
| NL2017179B1 (en) * | 2016-07-15 | 2017-07-17 | Intermodal Telematics B V | Temperature measuring circuit obviating calibration |
| WO2018012965A1 (en) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | Intermodal Telematics B.V. | Temperature measuring circuit obviating calibration |
| CN109142876A (en) * | 2018-10-31 | 2019-01-04 | 于创宇 | Resistance measuring circuit and resistivity-measuring devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2637985B1 (en) | 1991-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0293310B1 (en) | Method to calibrate an electronic dynamometric wrench | |
| US4082998A (en) | Dual slope integration circuit | |
| FR2610414A1 (en) | APPARATUS AND METHOD FOR INTERNAL CALIBRATION OF AN ELECTRICAL CALIBRATION APPARATUS | |
| FR2606144A1 (en) | DIODE THERMOMETER | |
| FR2869999A1 (en) | SELF-CALIBRATION DEVICE FOR VOLTAGE MEASUREMENT, AND METHOD FOR SAME | |
| FR2473702A1 (en) | ELECTRO-OPTICAL MEASURING APPARATUS | |
| EP0280632B1 (en) | Electronic angle-measuring device | |
| WO2012156016A1 (en) | Differential voltage measurement | |
| EP0631146A1 (en) | Testing circuit and method of determining the current flowing through a sensor | |
| EP0227861B1 (en) | Method for measuring a physical value provided with numerical data by the use of analog data measuring devices and measuring apparatus therefor | |
| FR2458816A1 (en) | ANALOG / DIGITAL CONVERSION METHOD AND INSTALLATION | |
| FR2637985A1 (en) | Method and apparatus for measuring resistance, particularly for temperature measurement | |
| FR2622702A1 (en) | APPARATUS FOR MEASURING THE LEAKAGE CURRENT OF THE INPUT PINS OF A DEVICE UNDER TEST | |
| FR2596870A1 (en) | DIGITAL MEASURING METHOD FOR THE QUASIALLY ANALOGUE DISPLAY OF MEASURED VALUES AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAID METHOD | |
| EP2694920B1 (en) | Method of correction of measurement of tension at the terminals of a sensor | |
| FR2565695A1 (en) | Method and device for measuring the reactive component of a complex impedance | |
| EP0148685A2 (en) | Direct current differential amplifier arrangement, especially for the measurement of slowly varying weak voltages | |
| FR2515898A1 (en) | ADAPTIVE ANALOG-TO-DIGITAL CONVERSION METHOD AND DEVICE | |
| US7091725B2 (en) | Fast, high-resolution, indirect measurement of a physical value | |
| FR2465275A1 (en) | DEVICE FOR SWITCHING A STORAGE CAPACITOR, INTEGRATOR AND SAMPLE COMPRISING SUCH A PROVITF | |
| EP0369868A1 (en) | Apparatus for the simultaneous measurement of at least two electrical variables | |
| FR2551548A1 (en) | Anodic separation voltameter for measurement of ion concentrations. | |
| EP0050569A1 (en) | Incremental analog-digital conversion device | |
| FR2562355A1 (en) | Electronic simulator of variable resistance | |
| FR2475214A1 (en) | Calibrating system for Wheatstone bridge extension meter - comprises known resistor switched in circuit to inputs of differential amplifier normally receiving bridge output signal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |