JP2522117Y2 - 直流/交流自動切換式ディジタル回路計 - Google Patents

直流/交流自動切換式ディジタル回路計

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JP2522117Y2
JP2522117Y2 JP1990009019U JP901990U JP2522117Y2 JP 2522117 Y2 JP2522117 Y2 JP 2522117Y2 JP 1990009019 U JP1990009019 U JP 1990009019U JP 901990 U JP901990 U JP 901990U JP 2522117 Y2 JP2522117 Y2 JP 2522117Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この考案は、被測物の電圧、電流を測定する直流/交
流自動切換式ディジタル回路計、特にそのディジタル回
路計の直流/交流自動切換装置に関するものである。
[従来の技術] 第29図は従来のディジタル回路計の概要を示すブロッ
ク図で、このようなディジタル回路計を使用する際に
は、被測物が交流か直流かを測定者が判断して、例えば
ロータリスイッチ、スライドスイッチ、プシュスイッチ
又はこれらに準ずる機械的スイッチからなる直流/交流
切換スイッチ(SW6)を手動で切り換えて行っていた。
[考案が解決しようとする課題] 上記のような従来のディジタル回路計では、直流/交
流切換スイッチ(SW6)が手動であるため、測定者にと
って測定時の操作は面倒であり、また、その切換スイッ
チ(SW6)の切り換えを誤った場合には、その回路計を
破損させるということがあった。更に、被測物が交流か
直流か測定者に判らないときには測定できないという問
題点があった。
この考案は、かかる課題を解決するためになされたも
ので、被測物が交流か直流か判らなくても、その回路の
電圧や電流を測定できる直流/交流自動切換式ディジタ
ル回路計を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 第1の考案に係る直流/交流自動切換式ディジタル回
路計は、非反転入力端子に抵抗が接続され、該抵抗を介
して入力される被測定信号を低インピーダンスにするイ
ンピーダンス変換器と、非反転入力端子が第1の抵抗を
介して接地側に接続され、非反転入力端子及び第1の抵
抗の接続点と出力側との間に第2の抵抗を有し、上記イ
ンピーダンス変換器の出力信号を増幅して極性を反転す
る電位比較器と、反転入力端子がカップリングコンデン
サを介して上記電位比較器の出力端子に接続されている
と共に抵抗を介して接地側に接続され、非反転入力端子
が接地側に接続されたバッファと、バッファの出力を整
流平滑する整流・平滑回路と、整流・平滑回路の出力が
接地電位のときは上記被測定信号をA/D変換器に出力
し、上記整流・平滑回路の出力が接地電位でないときは
上記被測定信号を平均値型又は真の実効値型交流/直流
変換回路を介してA/D変換器に出力する切換手段と、上
記A/D変換器の出力に基づいて上記被測定信号の電圧又
は電流値を表示すると共に、上記整流・平滑回路の出力
が接地電位のとき直流の旨を、その出力が接地電位でな
いときは交流の旨を表示する表示部とを備えたものであ
る。また、第2の考案は、被測定信号が入力される実効
値方式交流/直流変換回路と、該実効値方式交流/直流
変換回路の出力に基づいてディジタル量に変換するA/D
変換器とを有する直流/交流自動切換式ディジタル回路
計において、非反転入力端子に抵抗が接続され、該抵抗
を介して入力される被測定信号を抵インピーダンスにす
るインピーダンス変換器と、非反転入力端子が第1の抵
抗を介して接地側に接続され、被反転入力端子及び第1
の抵抗の接続点と出力側との間に第2の抵抗を有し、上
記インピーダンス変換器の出力信号を増幅して極性を反
転する電位比較器と、反転入力端子がカップリングコン
デンサを介して上記電位比較器の出力端子に接続されて
いると共に抵抗を介して接地側に接続され、非反転入力
端子が接地側に接続されたバッファと、バッファの出力
を整流平滑する整流・平滑回路と、整流・平滑回路の出
力が接地電位のとき上記電位比較器の出力に基づいて信
号を出力するANDゲートと、上記A/D変換器の出力に基づ
いて上記被測定信号の電圧又は電流値を表示すると共
に、上記整流・平滑回路の出力が接地電位のとき直流の
旨を、その出力が接地電位でないときは交流の旨を表示
し、かつ、直流表示のときに上記ANDゲートの出力信号
に基づいて極性を表示する表示部とを備えたものであ
る。
[作用] 第1の考案においては、被測定信号が入力されると、
インピーダンス変換器がその信号を低インピーダンスに
変換し、電位比較器がインピーダンス変換器の出力信号
を増幅して極性を反転する。このとき、バッファは、電
位比較器の出力信号がカップリングコンデンサを介して
入力された場合にはバッファ電源電圧の飽和のパルスを
出力し、電位比較器の出力信号が直流の場合には、カッ
プリングコンデンサによって阻止されるので、非反転入
力端子の電位を出力する。整流・平滑回路は、バッファ
の出力がパルスのときはそれを整流平滑してマイナス電
位を、バッファの出力が非反転入力端子の電位のときは
接地電位を、切換手段及び表示部にそれぞれ出力する。
切換手段は、入力が接地電位のときは被測定信号をA/D
変換器に出力し、入力がマイナス電位のときは被測定信
号を平均値型又は真の実効値型交流/直流変換回路を介
してA/D変換器に出力する。表示部は、A/D変換器の出力
の信号に基づいて被測定信号の電圧又は電流値を表示す
ると共に、整流・平滑回路の出力が接地電位のときは直
流の旨を、その出力がマイナス電位のときは交流の旨を
表示する。
また、第2の考案においては、被測定信号が入力され
ると、実効値方式交流/直流変換回路が直流変換してA/
D変換器に出力し、表示部はA/D変換器の出力の信号に基
づいて被測定信号の電圧又は電流値を表示する。このと
き、被測定信号が交流の場合には、上述したように整流
・平滑回路がバッファの出力を整流平滑したマイナス電
位を表示部に出力するので、表示部は上記値の表示に加
え交流であることを表示する。また、被測定信号が直流
のときは、整流・平滑回路が接地電位を表示部及びAND
ゲートに出力するので、表示部は、上記値の表示に加え
直流であることを表示すると共に、ANDゲートからの信
号の入力に基づいて直流の極性を表示する。
[実施例] 第1図は第1の考案の一実施例を示す回路図、第2図
〜第13図はこの実施例の動作を説明する波形図で、その
内、第2図〜第7図は例えば交流電圧を入力したときの
波形図、また、第8図〜第13図は直流電圧を入力したと
きの波形図である。この図中に示す実施例はプラス入力
電圧、破線はマイナス入力電圧を示す。
なお、この考案の実施例は平均値整流実効値校正方式
の交流/直流変換回路又は真の実効値方式の交流/直流
変換回路の双方に適用したものである。
図において、(U1)はインピーダンス変換器で、非反
転入力端子に抵抗(R1)が接続され、抵抗(R1)を介し
て入力される被測定信号を低インピーダンスにする。
(U2)は電位比較器で、反転入力端子がインピーダンス
変換器(U1)の出力端子に接続され、非反転入力端子が
抵抗(R2)を介して接地側に接続されていると共に、抵
抗(R3)を介して出力側に接続され、インピーダンス変
換器(U1)の出力が交流のときは位相を反転したパルス
を出力し、上記出力が直流のときは極性を反転して出力
する。
(U3)はバッファで、反転入力端子がカップリングコ
ンデンサ(C1)を介して電位比較器(U2)の出力端子に
接続されていると共に、抵抗(R4)を介して接地側に接
続され、非反転入力端子は接地側に接続され、上記パル
スが入力されたときはバッファ電源電圧の飽和されたパ
ルスを出力し、直流のときはコモン電位(接地電位)を
出力する。
なお、インピーダンス変換器(U1)、電位比較器(U
2)及びバッファ(U3)のコモン入力端子の電位は電源
電圧VCC+とVCC−との中位付近に位置(接地電位)して
いる。
(D1)はカソードがバッファ(U3)の出力端子に接続
され、アノードがコンデンサ(C2)を介して接地側に接
続されていると共に、表示器(3)及び切換スイッチ
(SW3)に接続されたダイオード、(R5)はコンデンサ
(C2)に並列に接続された抵抗器で、これらの部材から
整流・平滑回路(4)が構成されている。この整流・平
滑回路(4)は、バッファ(U3)の出力がパルスの場合
はマイナス電位(VCC−側)に整流平滑し、バッファ(U
3)の出力はカップリングコンデンサによって阻止され
たときはコモン電位を出力する。
(SW1),(SW2)は切換手段を構成する半導体アナロ
グスイッチ、(SW3)は交流/直流の切り換えを自動又
は手動に切り換える切換スイッチで、Aが選択されたと
きは半導体アナログスイッチ(SW1),(SW2)がそれぞ
れ接点B側をオンし、Bが選択されたときは半導体アナ
ログスイッチ(SW1),(SW2)がそれぞれ接点A側をオ
ンし、また、Cが選択されたときは、半導体アナログス
イッチ(SW1),(SW2)は整流・平滑回路(4)の出力
が接地電位のとき接点A側をオンし、その出力がマイナ
ス電位のときは接点B側をオンする。
上記のように構成された直流/交流自動切換式ディジ
タル回路計の動作を第1図及び第2図〜第13図に基づい
て説明する。交流又は直流電圧が入力されると、インピ
ーダンス変換器(U1)は入力電圧を低インピーダンス信
号に変換し(第2図又は第8図)、電位比較器(U2)
は、インピーダンス変換器(U1)の出力が交流のときは
位相反転し(第3図及び第4図)、上記出力が直流の場
合は、例えば極性がプラスのときはマイナス電位側に、
極性がマイナスのときはプラス電位側に反転する(第9
図及び第10図)。このとき、電位比較器(U2)の出力が
パルスのときはカップリングコンデンサ(C1)を介して
バッファ(U3)に入力し、電位比較器(U2)の出力が直
流のときはカップリングコンデンサ(C1)によって阻止
される。
バッファ(U3)は、パルスが入力されたときはバッフ
ァ電源電圧の飽和されたパルスを整流・平滑回路(4)
に出力し(第5図及び第6図)、直流のときはプラス入
力の場合もマイナス入力の場合もコモン電位を出力する
(第11図及び第12図)。整流・平滑回路4は、バッファ
(U3)の出力がパルスの場合はマイナス電位に整流平滑
し(第7図)、バッファ(U3)の出力がコモン電位のと
きはその電位を、切換スイッチ(SW3)と表示器(3)
とにそれぞれ出力する(第13図)。切換スイッチ(SW
3)は、マイナス電位が入力されたときは半導体アナロ
グスイッチ(SW1),(SW2)を接点B側に切り換えて、
入力の交流電圧を交流/直流変換回路(1)を介してA/
D変換器(2)に入力させ、また、コモン電位が入力さ
れたときは半導体アナログスイッチ(SW1),(SW2)を
接点A側に切り換えて、入力の直流電圧をA/D変換器
(2)に入力させる。表示器(3)は、A/D変換器
(2)の出力信号に基づいて電圧値をディジタル表示す
ると共に、整流・平滑回路(4)の出力がコモン電位の
ときは「直流」の旨を表示し、その出力がマイナス電位
のときは「交流」の旨を表示する。
次に、第2の考案の実施例を第14図の回路図に基づい
て説明する。なお、この図は真の実効値方式の交流/直
流変換回路の場合に適用したものである。
真の実効値方式の交流/直流変換回路の場合には、入
力の結合方式を直流結合にした場合は交流/直流共に直
流のプラス極性の実効値電圧に変換されることは公知で
ある。しかしながら、交流/直流の判断及び極性の判定
ができないため、第29図の従来例に示すように測定者が
手動でスイッチを切り換えて使用してきた。
第14図は、上記課題を解決するためになされた回路図
で、入力電圧の直流/交流の判定機能に加え、直流入力
電圧の極性の判定をANDゲート(u4)で行うようになっ
ている。ANDゲート(u4)の一方の入力端子は整流・平
滑回路(4)の出力端に接続され、他方の入力端子は電
位比較器(u2)の出力端と接続され、また出力端子は表
示器(3)に接続されている。
入力電圧が交流の場合、整流・平滑回路(4)の出力
がマイナス電位であるため、ANDゲート(u4)の出力は
禁止され、このとき、表示器(3)は、実効値方式の交
流/直流変換回路(1)及びA/D変換器(2)を介して
入力された入力電圧の測定値と、上記マイナス電位の入
力により「交流」であることを表示する。一方、入力電
圧が直流のときは、整流・平滑回路(4)の出力がコモ
ン電位になっているので、電位比較器(u2)の出力信号
がそのまま表示器(3)に出力される。この場合、表示
器(3)は、上記と同様に入力電圧の測定値及び「直
流」の表示に加え、ANDゲート(u4)の出力がVCC+側の
ときは「マイナス」を表示し、VCC−側のときは「プラ
ス」を表示するようになっている。
なお、その他の付加回路及びA/D変換器(2)の一部
も含めてマイクロプロセッサに置き換えることも可能で
ある。デジタル回路計のハードウエアをLSI化する場合
には、特にA/D変換器(2)の制御、その他の制御、演
算等も含めてマイクロプロセッサで高度化することは有
用である。
更に、上述した実施例の第1図又は第14図の回路に、
例えばプラスの直流電圧に重畳した交流電圧が入力した
場合は、第15図〜第20図に示すような波形になるため、
直流電圧の測定が可能になる(マイナスの直流電圧に交
流電圧が重畳した場合でも前記と同様に直流電圧の測定
が可能となる。)。
第21図は、上述した第1図又は第14図に示すインピー
ダンス変換器(U1)と電位比較器(U2)との間にコンデ
ンサ(C3)及び抵抗器(R6)を挿入した回路で、直流電
圧に重畳した交流電圧を入力したときに用いられる。例
えばプラスの直流電圧に重畳した交流電圧を入力した場
合は、第22図〜第27図に示すような波形になるため、交
流電圧の測定が可能になる(マイナスの直流電圧に重畳
した交流電圧を入力した場合でも同じ結果が得られ
る。)。
このような特殊な入力電圧の波形を第1図又は第14図
の回路図で直流電圧及び交流電圧の測定を可能にする場
合は、上述した第21図のインピーダンス変換器(U1)と
コンデンサ(C3)との間に切換スイッチ(SW4)を設
け、電位比較器(U2)と抵抗器(R6)との間に切換スイ
ッチ(SW5)を設けることにより可能になる。第28図は
その回路図である。
上述した実施例の中では電圧入力について述べている
が、電流についても電流ループ中に抵抗を入れて電流を
電圧変換することにより、又はその他の方法で電流値を
電圧値に変換して入力することにより同様の効果が得ら
れる。
[考案の効果] 以上のように第1の考案によれば、被測定信号は直流
のときは接地電位を、その信号が交流のときはマイナス
電位を生成し、さらに、接地電位のときは被測定信号の
値をA/D変換器を介して表示部に表示させると共に直流
の旨を表示させ、マイナス電位のときは被測定信号の値
を平均値型又は真の実効値型交流/直流変換回路及びA/
D変換器を介して表示部に表示させると共に交流の旨を
表示させるようにしたので、測定者は測定する回路が交
流又は直流であるかを判断する必要がなくなり、しか
も、判断の誤りよる破損がなくなるという効果が得られ
ている。
また、第2の考案によれば、上記の機能に加え被測定
信号が直流のときは表示部に直流の極性を表示するよう
にしたので、操作の手間がなくなり使い勝手が向上する
という効果が得られている。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の一実施例を示す回路図、第2図〜第
13図はこの実施例の動作を説明する波形図、第14図はこ
の考案の他の実施例を示す回路図、第15図〜第20図は直
流電圧に重畳した交流電圧を第1図及び第14図に示す回
路で測定したときの波形図、第21図は直流電圧に重畳し
た交流電圧を測定する回路図、第22図〜第27図は第21図
に示す回路図の動作波形図、第28図は第15図〜第20図及
び第22図〜第27図に示す波形を得るための回路図、第29
図は従来のディジタル回路計の概要を示すブロック図で
ある。 図において、(U1)はインピーダンス変換器、(U2)は
電位比較器、(U3)はバッファ、(R1),(R2),(R
3),(R4),(R5)は抵抗器、(C1)はカップリング
コンデンサ、(C2)はコンデンサ、(D1)はダイオー
ド、(SW1),(SW2)は半導体アナログスイッチ、(SW
3)は切換スイッチである。

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】非反転入力端子に抵抗が接続され、該抵抗
    を介して入力される被測定信号を低インピーダンスにす
    るインピーダンス変換器と、 非反転入力端子が第1の抵抗を介して接地側に接続さ
    れ、非反転入力端子及び第1の抵抗の接続点と出力側と
    の間に第2の抵抗を有し、上記インピーダンス変換器の
    出力信号を増幅して極性を反転する電位比較器と、 反転入力端子がカップリングコンデンサを介して上記電
    位比較器の出力端子に接続されていると共に抵抗を介し
    て接地側に接続され、非反転入力端子が接地側に接続さ
    れたバッファと、 該バッファの出力を整流平滑する整流・平滑回路と、 該整流・平滑回路の出力が接地電位のときは上記被測定
    信号をA/D変換器に出力し、上記整流・平滑回路の出力
    が接地電位でないときは上記被測定信号を平均値型又は
    真の実効値型交流/直流変換回路を介してA/D変換器に
    出力する切換手段と、 上記A/D変換器の出力に基づいて上記被測定信号の電圧
    又は電流値を表示すると共に、上記整流・平滑回路の出
    力が接地電位のとき直流の旨を、その出力が接地電位で
    ないときは交流の旨を表示する表示部と を備えたことを特徴とする直流/交流自動切換式ディジ
    タル回路計。
  2. 【請求項2】被測定信号が入力される実効値方式交流/
    直流変換回路と、該実効値方式交流/直流変換回路の出
    力に基づいてディジタル量に変換するA/D変換器とを有
    する直流/交流自動切換式ディジタル回路計において、 非反転入力端子に抵抗が接続され、該抵抗を介して入力
    される被測定信号を低インピーダンスにするインピーダ
    ンス変換器と、 非反転入力端子が第1の抵抗を介して接地側に接続さ
    れ、非反転入力端子及び第1の抵抗の接続点と出力側と
    の間に第2の抵抗を有し、上記インピーダンス変換器の
    出力信号を増幅して極性を反転する電位比較器と、 反転入力端子がカップリングコンデンサを介して上記電
    位比較器の出力端子に接続されていると共に抵抗を介し
    て接地側に接続され、非反転入力端子が接地側に接続さ
    れたバッファと、 該バッファの出力を整流平滑する整流・平滑回路と、 該整流・平滑回路の出力が接地電位のとき上記電位比較
    器の出力に基づいて信号を出力するANDゲートと、 上記A/D変換器の出力に基づいて上記被測定信号の電圧
    又は電流値を表示すると共に、上記整流・平滑回路の出
    力が接地電位のとき直流の旨を、その出力が接地電位で
    ないときは交流の旨を表示し、かつ、直流表示のときに
    上記ANDゲートの出力信号に基づいて極性を表示する表
    示部と を備えたことを特徴とする直流/交流自動切換式ディジ
    タル回路計。
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