JP2018059784A - 搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 入力に測定ブリッジが接続されている場合は、何ら支障なく測定信号を出力し、入力に測定ブリッジが接続されていない場合は、それを明瞭に確認し得る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路を提供する。【解決手段】 プルアップ抵抗１１の一端側が電源の正側に接続され、他端側が入力トランス７の入力側に接続されている。コネクタ３に測定ブリッジが接続されていない場合、プルアップ抵抗１１の他端側の電圧が上昇し、増幅器１３からは、Ｈの信号が出力するため、比較器１４からもＨレベルの入力オープン信号が出力される。このＨレベルの信号がフォトカプラ１５から低レベルの入力オープン信号が出力飽和回路１０に入力され、その出力を飽和させる。その飽和状態は、表示器１９をもって、明確に表示される。【選択図】 図２

Description

本発明は、搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路に係り、より詳しくは、入力にひずみゲージを含む測定ブリッジが、搬送波型ひずみ測定装置に正常に接続されているか否かを適切に検出し得る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路に関するものである。

電子情報機器では、外部の機器からコネクタを介してデータ等が入力されるものがある。このような電子情報機器の入力回路は、コネクタが接続されているときには入力信号がハイレベルであるか、ローレベルであるかを検出してそれぞれに対応する出力レベルの信号を出力する必要がある。加えて、コネクタが接続されていない、所謂入力オープン状態の時には、電子情報機器の内部回路の誤動作を防止するために入力回路は所定の出力レベルを出力する必要がある。
従来の信号入力オープン検出回路の一例として、例えば、特許文献１（特開２０００−２６０００４号公報）に記載された、ハードディスク装置の入力オープン検出回路がある。
この特許文献１に係る信号入力オープン検出回路は、入力ラインのオープン検出を行う入力信号に接続し、設定可能なオフセット電圧を発生させるオフセット電圧発生回路と、前記オープン検出を行う入力信号と前記オフセット電圧発生回路を通過した入力信号の大きさを比較する比較回路とを有する。

このような構成の信号入力オープン検出回路は、同相の２入力信号ＸおよびＹを用いてオープン検出を行う。入力信号がオフセット電圧発生回路を通過することによって、入力ラインのオープン検出を行う入力信号の電圧をオフセット電圧分（ΔＶ）降下させる。比較回路では、入力信号とオフセット電圧が差し引かれた入力信号の大きさを比較する。ここで、｜Ｘ−Ｙ｜＜ΔＶが成立した場合、入力ラインがオープンになったと判断する。
入力ラインがオープンの状態の場合には、所定のレベルのアラーム信号を出力するように構成されている。
上記特許文献１に記載の技術は、ハードディスク装置（ＨＤＤ）の入力ラインのオープン検出に係るものであるのに対し、本発明は、入力にひずみゲージが接続されたブリッジボックスまたは、ひずみゲージ式センサ（変換器）等が接続されている場合に、ひずみ出力を増幅して出力する搬送波型ひずみ測定装置（搬送波型動ひずみ測定装置と称される場合もある）に係るものである。
そのため、入力のオープン検出に関し、その課題や解決手段が異なっている。

即ち、搬送波型ひずみ測定装置は、入力側と出力側が入力トランスを介して接続されていることもあり、入力にひずみゲージ式センサ等が、接続されていない場合（即ち、入力オープン状態の場合）、通常（正常）の測定時と同様な出力状態を呈する場合があり、その判断が困難である。
これに対し、直流型ひずみ測定装置にあっては、入力オープン状態の際は、出力が低下するため、比較的その判別は容易である。
ところが、搬送波型ひずみ測定装置においては、作業者の接続ミス等により、入力がオープン状態であっても、その出力が飽和しないため、入力オープン状態であることに作業者が気付きにくい。
そのため、入力オープン状態であることに気付かないまま、計測を開始してしまう可能性がある。その場合、再計測が必要となる。
再計測に当たっては、測定系を組み直す必要があり、作業工数が多く掛かるうえ、計測の再現ができない計測対象もあるので、深刻な事態を招く。
最悪の場合、計測後のデータ解析の段階でも入力オープン状態で計測していたことに気付かず、それを有効なデータであると誤認する恐れもある。

このような計測ミスを防ぐ１つの方法として、搬送波型ひずみ測定装置の入力にひずみゲージ式センサ等が接続されているかどうかを確かめるに、ひずみゲージ式センサに既知の入力を加え、搬送波型ひずみ測定器から、それに対応した出力がされることを確認する方法である。
しかしながら、この確認作業は、既知の入力を逐一加える必要がある上、数百チャンネルにも及ぶ多チャンネルの測定の場合には、それらの確認に多くの時間がかかり、現実的でない。
そのため、作業者にとって、不便で作業効率が著しく低下する、という課題がある。

特開２０００−２６０００４号公報

上記特許文献１における信号入力オープン検出回路では、測定ブリッジやひずみゲージ式変換器（以下、これらを総称して「測定ブリッジ」と称することとする）の接続ミス等に起因した搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出には適用することはできない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、搬送波型ひずみ測定装置において、入力に測定ブリッジが接続されている場合は、何ら支障なく測定信号を出力し、入力に測定ブリッジが接続されていない場合は、それを明瞭に確認し得る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路を提供することを目的としている。

請求項１に記載した発明に係る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路は、上記の目的を達成するために、
搬送波型ひずみ測定装置において、ひずみゲージを含む測定ブリッジと、
前記測定ブリッジに結合トランスを介して印加する搬送波を発生する搬送波発振回路と、
前記測定ブリッジに印加される搬送波に重畳された検出信号を入力トランスを介して受け増幅する搬送波増幅回路と、
前記搬送波増幅回路の出力を受けて前記検出信号を含む搬送波から搬送波成分を除去して測定信号を出力する検波回路と、
前記測定ブリッジを前記結合トランスおよび前記入力トランスの入力側にそれぞれ接続するコネクタと、
一端側が電源の正側に接続され他端側が前記入力トランスの入力側に接続されたプルアップ抵抗と、
前記プルアップ抵抗の他端側の電位が所定の閾値を越えているか否かを判定し、所定の閾値を越えたことを判定したとき、入力オープン信号を出力する入力オープン判定回路と、
前記入力オープン判定回路からの出力を絶縁状態を維持して伝達する光信号伝達手段と、
前記光信号伝達手段と、前記検波回路の出力を共に受け、前記光信号伝達手段から前記入力オープン信号を受けたときは、飽和信号を出力し、前記入力オープン信号を受けないときは、前記検波回路からの前記測定信号を出力する出力飽和回路と、
前記出力飽和回路からの出力信号を調整して出力する出力回路と、
前記出力回路から前記飽和信号を受けたとき、飽和したことを表示する表示手段と、
を具備し、
前記測定ブリッジがコネクタに接続されていないか、正常に接続されていないことを、前記表示手段をもって明瞭に確認し得るように構成したことを特徴としている。

本発明の請求項１の搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路によれば、
搬送波型ひずみ測定装置において、ひずみゲージを含む測定ブリッジと、
前記測定ブリッジに結合トランスを介して印加する搬送波を発生する搬送波発振回路と、
前記測定ブリッジに印加される搬送波に重畳された検出信号を入力トランスを介して受け増幅する搬送波増幅回路と、
前記搬送波増幅回路の出力を受けて前記検出信号を含む搬送波から搬送波成分を除去して測定信号を出力する検波回路と、
前記測定ブリッジを前記結合トランスおよび前記入力トランスの入力側にそれぞれ接続するコネクタと、
一端側が電源の正側に接続され他端側が前記入力トランスの入力側に接続されたプルアップ抵抗と、
前記プルアップ抵抗の他端側の電位が所定の閾値を越えているか否かを判定し、所定の閾値を越えたことを判定したとき、入力オープン信号を出力する入力オープン判定回路と、
前記入力オープン判定回路からの出力を絶縁状態を維持して伝達する光信号伝達手段と、
前記光信号伝達手段と、前記検波回路の出力を共に受け、前記光信号伝達手段から前記入力オープン信号を受けたときは、飽和信号を出力し、前記入力オープン信号を受けないときは、前記検波回路からの前記測定信号を出力する出力飽和回路と、
前記出力飽和回路からの出力信号を増幅して出力する出力回路と、
前記出力回路から前記飽和信号を受けたとき、飽和したことを表示する表示手段と、
を具備し、
前記測定ブリッジがコネクタに接続されていないか、正常に接続されていないことを、前記表示手段をもって明瞭に確認し得るように構成したから、測定ブリッジがコネクタに接続されていない場合には、特別の操作をする必要がなく、作業者が明瞭に確認することができ、一方、測定ブリッジがコネクタに正常に接続されている場合は、測定信号を忠実に出力することができ、しかも入力側と出力側との間は、電気的に絶縁されていることによる電源ノイズの低減と高電位な場所でのひずみ測定を可能となし得る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路を提供することができる。

本発明の一つの実施の形態に係る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路の入力に測定ブリッジが接続されている状態を示す回路図である。 本発明の一つの実施の形態に係る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路の入力に測定ブリッジが接続されていないオープン状態を示す回路図である。

以下、本発明の搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路の一つの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路全体の回路構成を示す。
同図において、本実施の形態の搬送波型ひずみ測定装置は、ひずみゲージを含んで構成されたホイートストンブリッジ回路（以下、「ブリッジ回路」という）およびブリッジ回路を含んで構成されるひずみゲージ式変換器（以下、これらを総称して「測定ブリッジ」と称する）１は、搬送波型ひずみ測定装置２に対し、コネクタ３を介して離脱可能に接続される。ひずみゲージまたは、ひずみゲージを含んで構成される測定ブリッジ１は、被測定対象個所に接着、融着、溶着、その手段により添着されて、そのひずみ等を検出する。

測定ブリッジ１は、４つの抵抗体Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３およびＧ４でブリッジ回路を構成されるが、４辺のすべてがひずみゲージで構成される４ゲージ法とする場合もあるが、このうち、一辺の抵抗体Ｇ１のみひずみゲージとし、残りの３辺を固定抵抗として２線式１アクティブゲージ法および３線式１アクティブゲージ法とすることができ、さらには、ブリッジ回路の隣接する二辺の抵抗体Ｇ１、Ｇ２をひずみゲージとし、残り二辺の抵抗体Ｇ３、Ｇ４を固定抵抗とするようにして２ゲージ法とすることが可能で、さらには他の結線方法であってもよい。
測定ブリッジ１の抵抗体Ｇ１とＧ４との接続点をａとし、抵抗体Ｇ１とＧ２との接続点をｂとし、抵抗体Ｇ２とＧ３との接続点をｃとし、抵抗体Ｇ３とＧ４との接続点をｄとしたとき、接続点ａとｃとの間に後述するブリッジ電源を入力する入力端とし、接続点ｂとｄとの間からブリッジ回路の出力を取り出す出力端とする。
測定ブリッジ１の接続点ａとｃは、ケーブル６ａ、６ｃを介して、コネクタ３の端子ＡとＣに接続され、接続点ｄとｂは、ケーブル６ｄと６ｂを介してコネクタ３の入力端ＤとＢに接続されるものとする。

コネクタ３の端子Ａと端子Ｃは、搬送波型ひずみ測定装置２の中の結合トランス４の２次コイルにそれぞれ接続され、結合トランス（「ＢＶトランス」ともいう）４の１次コイルは、搬送波発振回路５に接続されている。
即ち、搬送波発振回路５で生成した搬送波は、結合トランス４とコネクタ３の端子Ａ、端子Ｃ、ケーブル６ａ、６ｃを介して測定ブリッジ１の接続点ａ、ｃに印加される。
この搬送波発振回路５で生成される搬送波は、例えば、５ｋＨｚの発振周波数で、ひずみの測定時に測定ブリッジ１に入力する搬送波電源（いわゆるブリッジ電源）を、磁気結合で受けて測定ブリッジ１に伝達する。
また、搬送波型ひずみ測定装置２は、測定ブリッジ１に印加される搬送波に重畳された測定信号をコネクタ３と入力トランス７を介して受け増幅する搬送波増幅回路８を備える。
搬送波型ひずみ測定装置２は、入力トランス７および結合トランス４から見てコネクタ３側を１次側回路系統（以下、「１次側」と略称する）と、上記搬送波増幅回路８側や後述する搬送波増幅回路８等を、２次側回路系統（以下、「２次側」と略称する）とに分けられる。

１次側と２次側は、磁気的な結合手段、例えば、入力トランス７、結合トランス４および詳しくは後述するが、光学的な結合手段、例えば、光信号伝達手段（フォトカプラ）とを介してのみ結合され、電気的に直接接続されておらず、絶縁状態となっている。
また、１次側として、上記したように、測定ブリッジ１の出力を受けて磁気結合により２次側に伝える入力トランス７（の１次コイル）と、後述する光信号伝達手段を構成する発光ダイオード等が含まれる。
さらに、本発明の要旨とするところではないので図示は省略するが、１次側には、特定の１または複数の校正値を、搬送波に重畳して入力トランス７に供給する校正値発生回路と、無ひずみ状態において、測定ブリッジ１の出力に含まれる抵抗分の初期平衡成分による誤差を調整する電圧を搬送波に重畳させて入力トランス７に注入する抵抗分調整回路と、２次側の搬送波（この場合、正弦波）発振回路としての発振回路５から出力される搬送波を測定ブリッジ１に伝達する結合トランス４の（２次コイル）とを備える。
入力トランス７（１次コイル）は、被測定対象物のひずみに比例する測定ブリッジ１からの出力（電圧値）を１次側（１次コイル）で受け、磁気結合により２次コイルに伝える。

また、２次側において、搬送波増幅回路８は、入力トランス７（２次コイル）から出力される測定ひずみ信号（測定信号）を含む搬送波出力を増幅する増幅回路であり、この増幅結果の出力を、検波回路９に送出する。検波回路９は、搬送波増幅回路８の出力を受けて、測定信号を含む搬送波から搬送波成分を除去して測定信号を出力飽和回路１０に向けて出力する。
次に、本発明の要旨ともいうべき、入力オープン判定回路１２について、説明する。
即ち、入力オープン判定回路１２は、広義には、一端側が電源の正側に接続され、他端側が入力トランス７の入力側（１次側）に接続されたプルアップ抵抗１１を含み、狭義には、プルアップ抵抗１１の他端側の電位、即ち、入力トランス７の入力側（１次側）、即ち、コネクタ３の端子Ｄの電位が、所定の閾値を越えているか否かを判定し、所定の閾値を越えたことを判定したとき、入力オープン信号を出力する。

上記入力オープン判定回路１２を具体的に説明する。
先ず、プルアップ抵抗１１の一端側は、正電源に接続され、他端側は、上述したように、入力トランス７の入力側に接続されると共に、増幅回路（演算増幅回路）の非反転入力端にも接続されている。
増幅回路１３には、その出力端とブリッジ側共通電位（コモン電位）との間に２つの直列抵抗Ｒ１、Ｒ２からなる帰還抵抗が接続され、その直列抵抗Ｒ１とＲ２との接続点が、増幅回路１３の反転入力端に接続され、これらの構成部材によって増幅回路１３のゲイン（増幅率）が所定の値に設定される。
増幅回路１３の出力端は、さらに、比較器１４の非反転入力端に接続され、比較器１４の反転入力端には、電源の正側とブリッジ側共通電位（コモン電位）との間に介挿された２つの直列抵抗Ｒ３、Ｒ４からなる分圧抵抗の中点が接続されている。

このように構成されてなる入力オープン判定回路１２により、増幅回路１３で入力トランス７の１次側（入力側）の電位を増幅し、比較器１４では、コネクタ３に測定ブリッジ１が接続されていない、いわゆる入力オープンの場合は、Ｈレベルの入力オープン信号を出力し、入力に測定ブリッジ１が接続されている場合は、Ｌレベルの信号を出力する。
次に、光信号伝達手段としてのフォトカプラ１５は、上記比較器１４からＨレベルの入力オープン信号を受けたときは、Ｌレベルの入力オープン信号を出力し、比較器１４からＬレベルの出力を受けたときは、入力に測定ブリッジが接続されていることを示すＨレベルの信号を出力し、出力飽和回路１０に伝達する。
出力飽和回路１０においては、上記光信号伝達手段としてのフォトカプラ１５と検波回路９の出力を共に受け、フォトカプラ１５からＬレベルの入力オープン信号を受けたときは、図２に示すように、出力飽和回路１０の中の、切換切片１０ｃが、接点１０ｂ側に切換えられて、電源の負電源と接続せしめ、飽和信号を出力回路１６に出力する。

一方、出力飽和回路１０は、フォトカプラ１５からＨレベルの信号、即ち、入力に測定ブリッジ１が接続されていることを示すＨレベルの信号を受けたときは、図１に示すように、切換切片１０ｃを、接点１０ａ側に接触させ、検波回路９からの測定信号を出力回路１６に出力する。
上記出力飽和回路１０は、例えば、半導体スイッチを用いることにより、瞬時に上記切換動作が行われることになる。
出力回路１６が、出力飽和回路１０から入力オープン信号を受けないとき、測定信号を必要に応じ、内部のバッファ回路またはオフセット調整回路等を用いて、所望のゲインなどの調整を図り、搬送波型ひずみ測定装置２の出力端２０から出力する。
一方、出力回路１６が、出力飽和回路１０から入力オープン信号を受けて飽和した場合には、その出力信号をＡＤ変換器１７により、デジタル信号に変換され、その結果は、ＣＰＵ（中央処理装置）１８により常時監視され、出力が飽和している場合は、その結果を表示器１９にて表示する。

表示器１９では、飽和状態であることが分かるような手段、例えば、負電圧の数値表示をするようにしたり、オーバーを示すＬＥＤ表示としたり、ブザー音、電子音、合成音声、など、音による警告表示とするようにしてもよい。
上記のように構成された搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路（以下、「入力オープン検出回路」と略称する）の作用について説明する。
先ず、図１に示すように、コネクタ３に、測定ブリッジ１が接続されている場合について図１に基づいて説明する。

コネクタ３に測定ブリッジ１がケーブル６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを介して、コネクタ３の端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに接続されている場合においては、例えば、端子Ｄおよび入力トランス７の１次側に他端が接続されたプルアップ抵抗１１の電位が、所定の閾値を越えていないことを判定し、比較器１４からは、入力オープン信号ではないＬレベルの信号をフォトカプラ（光信号伝達手段）１５に出力する。フォトカプラ１５は、入力がオープン状態ではないため、Ｈレベルの出力信号を出力飽和回路１０に出力する。
出力飽和回路１０は、フォトカプラ１５からＨレベルの信号を受けて、切換切片１０は、接点１０ａ側に切換えられる。
次に、このような状態における搬送波型ひずみ測定装置２の作用につき説明する。
測定ブリッジ１には、上述した通り、接続点ａとｃ間には、搬送波発振回路５から所定周波数（例えば、５ＫＨｚ）のブリッジ電源が結合トランス４、コネクタ３の端子ＡとＣ、ケーブル６ａ、６ｃを順に介して印加される。

その結果、測定ブリッジ１の出力端である接続点ｄ、ｂの間に、被測定対象物から受けるひずみに応じた検出信号が検出される。この検出信号は、ケーブル６ｄ、６ｂ、コネクタ３の端子Ｄ、Ｂを介して入力トランス７の１次側から２次側に伝達され、搬送波増幅回路８に導かれる。
搬送波増幅回路８は、入力トランス７を介して受けた検出信号を、所定のゲインをもって増幅する。
この搬送波増幅回路８の出力を受けて、検波回路９は、上記検出信号を含む搬送波から搬送波成分を除去して測定信号を出力する。
出力飽和回路１０は、上述したように、切換切片１０ｃが、既に、接点１０ａ側に切換えられているので、検波回路９から出力される測定信号を、そのまま出力回路１６に出力する。

出力回路１６では、出力飽和回路１０から受けた測定信号を、そのまま、または所定のゲインのもとに適宜調整して、搬送波型ひずみ測定装置２の外部に向けて出力することができるようになっている。
一方、搬送波型ひずみ測定装置２のコネクタ３に測定ブリッジ１が接続されていない場合の作用につき、図２を用いて説明する。
コネクタ３に測定ブリッジ１が接続されていない状態では、プルアップ抵抗１１の他端（端子Ｄ点）の電位が上昇し、増幅回路１３で増幅された電位が閾値（規定値）を越えたことを比較器１４で判定すると、その判定結果である入力オープン信号は、フォトカプラ１５を介して出力飽和回路１０に伝送される。
この場合、フォトカプラ１５からは、入力オープン信号であるＬレベルの信号を、出力飽和回路１０に入力すると、切換スイッチの切片１０ｃが、接点１０ａ側に切り換えて負電源と同電位の飽和信号を出力回路１６に出力する。

すると、出力回路１６では、ＡＤ変換器１７でデジタル化された信号を常時監視していたＣＰＵ１８で処理され、飽和信号が到来したときは、表示器１９は、入力オープン状態となったことを、数値、文字、符号、等の可視表示あるいは、ブザー、合成音声、等の可聴表示によって、作業者に認識させることができる。
このように、上記実施の形態に係る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路によれば、測定ブリッジがコネクタに接続されていない場合には、特別の操作をする必要がなく、通常の測定信号とは、明確に区別し得る大きさの信号を出力し、その旨を表示手段をもって明確に表示し、測定ブリッジがコネクタに正常に接続されている場合は、測定信号を忠実に出力することができ、しかも入力側と出力側との間は、電気的に絶縁されていることによる電源ノイズの低減と高電位な場所でのひずみ測定を可能となし得る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路を提供することができる。

上述した本発明の実施の形態に係る搬送波型ひずみ測定装置を要約して以下に説明する。
本発明に係る搬送波型ひずみ測定装置２において、ひずみゲージを含む測定ブリッジ１と、
前記測定ブリッジ１に結合トランス４を介して印加する搬送波を発生する搬送波発振回路５と、
前記測定ブリッジ１に印加される搬送波に重畳された検出信号を入力トランス７を介して受け増幅する搬送波増幅回路８と、
前記搬送波増幅回路８の出力を受けて前記検出信号を含む搬送波から搬送波成分を除去して測定信号を出力する検波回路９と、
前記測定ブリッジ１を前記結合トランス４および前記入力トランス７の入力側にそれぞれ接続するコネクタ３と、
一端側が電源の正側に接続され他端側が前記入力トランス７の入力側に接続されたプルアップ抵抗１１と、
前記プルアップ抵抗１１の他端側の電位が所定の閾値を越えているか否かを判定し、所定の閾値を越えたことを判定したとき、入力オープン信号を出力する入力オープン判定回路１２と、
前記入力オープン判定回路１２からの出力を絶縁状態を維持して伝達するフォトカプラ（光信号伝達手段）１５と、
前記フォトカプラ（光信号伝達手段）１５と、前記検波回路９の出力を共に受け、前記フォトカプラ（光信号伝達手段）１５から前記入力オープン信号を受けたときは、飽和信号を出力し、前記入力オープン信号を受けないときは、前記検波回路９からの前記測定信号を出力する出力飽和回路１０と、
前記出力飽和回路１０からの出力信号を調整して出力する出力回路１６と、
前記出力回路１６から前記飽和信号を受けたとき、飽和したことを表示する表示手段としての表示器１９と、
を具備し、
前記測定ブリッジ１がコネクタ３に接続されていないか、正常に接続されていないことを、前記表示手段としての表示器１９をもって明瞭に確認し得るように構成したことを特徴としている（請求項１に対応する）。

このように構成したから、測定ブリッジ１がコネクタ３に接続されていない場合には、特別の操作をする必要がなく、通常の測定信号とは、明確に区別し得る大きさの信号を出力し、測定ブリッジ１がコネクタ３に正常に接続されている場合は、測定信号を忠実に出力することができ、しかも入力側と出力側との間は、結合トランス４、入力トランス７、フォトカプラ（光信号伝達手段）１５をもって、１次側と２次側が電気的に絶縁されていることにより、電源ノイズの低減と高電位な場所でのひずみ測定を可能となし得る搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路を提供することができる。

また、入力オープン判定回路１２は、
前記プルアップ抵抗１１の他端側の電位を増幅する増幅回路１３と、当該増幅回路１３の出力電位が所定の基準電位を越えたとき、前記入力オープン信号を出力する比較器１４とをもって構成されている（請求項２に対応する）。
前記フォトカプラ（光信号伝達手段）１５は、発光ダイオードと受光ダイオードとが対峙して設けられたフォトカプラであり、入力側と出力側とを電気的に絶縁する役割を有する（請求項３に対応する）。
前記出力飽和回路１０は、前記入力オープン信号を受けたとき、出力を飽和させ、前記入力オープン信号を受けないとき、前記測定信号を、出力する半導体スイッチで構成されている（請求項４に対応する）。
出力飽和回路１０においては、フォトカプラ１５からＬレベルの入力オープン信号を受けたときは、切換スイッチの切換切片１０ｃを、接点１０ｂ側に接触させ、電源の負側の電位として飽和させ出力回路１６に出力する。

このような構成とすることにより、
操作者は、特別の操作をする必要がなく、上記切換えも瞬時に行われるので、ひずみ測定に何らの支障を来すことがない。
前記出力回路１６は、バッファ増幅回路またはオフセット調整回路等を有し、前記出力飽和回路１０の出力を調整し、前記測定信号を搬送波型ひずみ測定装置２外に出力すると共にＡＤ変換器１７に出力するように構成されている（請求項５に対応する）
前記コネクタ３は、プラグとレセプタクルを含んで構成してなるものである（請求項６に対応する）。
前記コネクタ３は、ＮＤＩＳ規格に制定されたワンタッチロック式丸形コネクタであることが望ましい（請求項７に対応する）。

即ち、ＮＤＩＳコネクタは、日本非破壊検査協会規格に制定されたもので、電子機器のデジタル化や高集積化によって、測定器や周辺機器の小形化のニーズが高まり、その要望に鑑みて開発設計されたもので、小形軽量であり、接続方式は、操作性に優れた「プッシプル方式」であり、着脱時の回転の操作を伴わないので、狭い場所での操作および高密度配列が可能であり、振動、衝撃に対し、緩みを生じることがないので、本発明において一旦装着すればコネクタ３の接続には、充分信頼性がある。そのため入力ライン判定回路１２のプルアップ抵抗１１は、１個設ければ、充分である。図示の実施の形態においては、コネクタ３の端子Ｄと入力トランス７の入力側との間に、プルアップ抵抗１１の他端を接続したが、コネクタ３の端子Ｂ（入力トランス７の１次側）にプルアップ抵抗１１の他端を接続するようにしてもよい。

また、前記表示手段は、前記出力回路１６の出力をデジタル信号に変換するＡＤ変換器１７と該ＡＤ変換器１７の出力を常時監視するＣＰＵ１８と、前記ＣＰＵ１８の監視結果を表示する表示器１９とから構成されている（請求項８に対応する）。
また、前記表示手段の前記表示器１９は、デジタル数値表示、ＬＥＤによるオーバー点灯表示、合成音声やブザーなどの音表示の１つまたは複数の組合せ表示を実行するようにしてもよい（請求項９に対応する）。
尚、本発明は、上述し且つ図面に示されたものに限定されるものではなく、種々に変形して実施することができる。

１ 測定ブリッジ
２ 搬送波型ひずみ測定装置
３ コネクタ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ （コネクタの）端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
４ 結合トランス（ＢＶトランス）
５ 搬送波発振回路
６、６ａ〜６ｄ ケーブル
７ 入力トランス
８ 搬送波増幅回路
９ 検波回路（キャリアフィルタ）
１０ 出力飽和回路
１１ プルアップ抵抗
１２ 入力オープン判定回路
１３ 増幅回路（演算増幅器）
Ｒ１、Ｒ２ 帰還抵抗
１４ 比較器
１５ フォトカプラ（光信号伝達手段）
１６ 出力回路
１７ ＡＤ変換器
１８ ＣＰＵ（中央処理装置）
１９ 表示器
２０ 搬送波型ひずみ測定装置の出力端

Claims (9)

1. 搬送波型ひずみ測定装置において、ひずみゲージを含む測定ブリッジと、
   前記測定ブリッジに結合トランスを介して印加する搬送波を発生する搬送波発振回路と、
   前記測定ブリッジに印加される搬送波に重畳された検出信号を入力トランスを介して受け増幅する搬送波増幅回路と、
   前記搬送波増幅回路の出力を受けて前記検出信号を含む搬送波から搬送波成分を除去して測定信号を出力する検波回路と、
   前記測定ブリッジを前記結合トランスおよび前記入力トランスの入力側にそれぞれ接続するコネクタと、
   一端側が電源の正側に接続され他端側が前記入力トランスの入力側に接続されたプルアップ抵抗と、
   前記プルアップ抵抗の他端側の電位が所定の閾値を越えているか否かを判定し、所定の閾値を越えたことを判定したとき、入力オープン信号を出力する入力オープン判定回路と、
   前記入力オープン判定回路からの出力を絶縁状態を維持して伝達する光信号伝達手段と、
   前記光信号伝達手段と、前記検波回路の出力を共に受け、前記光信号伝達手段から前記入力オープン信号を受けたときは、飽和信号を出力し、前記入力オープン信号を受けないときは、前記検波回路からの前記測定信号を出力する出力飽和回路と、
   前記出力飽和回路からの出力信号を調整して出力する出力回路と、
   前記出力回路から前記飽和信号を受けたとき、飽和したことを表示する表示手段と、
   を具備し、
   前記測定ブリッジがコネクタに接続されていないか、正常に接続されていないことを、前記表示手段をもって明瞭に確認し得るように構成したことを特徴とする搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路。
2. 前記入力オープン判定回路は、
   前記プルアップ抵抗の他端側の電位を増幅する増幅回路と、当該増幅回路の出力電位が所定の基準電位を越えたとき、前記入力オープン信号を出力する比較器とをもって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路。
3. 前記光信号伝達手段は、発光ダイオードと受光ダイオードとが対峙して設けられたフォトカプラであり、入力側と出力側とを電気的に絶縁する役割を有することを特徴とする請求項１または２に記載の搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路。
4. 前記出力飽和回路は、前記入力オープン信号を受けたとき、出力を飽和させ、前記入力オープン信号を受けないとき、前記測定信号を、出力する半導体スイッチで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路。
5. 前記出力回路は、バッファ増幅回路またはオフセット調整回路を有し、前記出力飽和回路の出力を調整し、前記測定信号を搬送波型ひずみ測定装置外に出力すると共にＡＤ変換器に出力するように構成してなることを特徴とする、前記請求項４に記載の搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路。
6. 前記コネクタは、プラグとレセプタクルを含んで構成してなることを特徴とする請求項１に記載の搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路。
7. 前記コネクタは、ＮＤＩＳ規格に制定されたワンタッチロック式丸形コネクタであることを特徴とする請求項６に記載の搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路。
8. 前記表示手段は、前記出力回路の出力をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と該ＡＤ変換器の出力を常時監視するＣＰＵと、前記ＣＰＵの監視結果を表示する表示器とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路。
9. 前記表示手段の前記表示器は、デジタル数値表示、ＬＥＤによるオーバー点灯表示、ブザーなどの音表示の１つまたは複数の組合せ表示を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項８に記載の搬送波型ひずみ測定装置における入力オープン検出回路。

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