JPH0240542Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、微小抵抗値診断装置に関し、特に比
較的高い一定の抵抗値を有する１個以上の固定抵
抗R₁、R₂……と、これと比較して十分低い抵抗
値を有する１個の固定抵抗Rxが直列に接続され
た回路において、回路を接続したままの状態で、
低い抵抗値の固定抵抗Rxの抵抗値を診断する回
路に関する。

従来の技術 例えば、この種の微小抵抗値診断装置は、直流
電源と加速度センサと組合せて車両に搭載し、こ
の車両の衝突時に乗員保護のためのエアバツグを
膨張開始させるような安全装置システムに適用さ
れる。

この場合、微小抵抗値診断装置における固定抵
抗Rxすなわち、十分低い抵抗値を有する１個の
固定抵抗Rxはエアバツグの膨張を開始させるた
めの雷管に相当し、その抵抗値Rxを所定の抵抗
値の範囲に維持することが、システムの信頼性を
確保する上で重要となる。

特に、周知のように車両に用いられているエア
バツグは、衝突事故の際には確実に膨張し、衝突
事故がないときには無用に膨張しないようシステ
ムの高信頼性を確保する必要があるため、この微
小抵抗値診断装置の性能は、そのままシステムの
信頼性に影響する。

本考案の微小抵抗値診断装置は、このような用
途に最適なものを提供する。しかしここでは、用
途については、上記のような例があることを紹介
するにとどめ、詳細は省略する。

ところで、このようなシステムにおける比較的
抵抗値が小さい抵抗の抵抗値を検出する方法とし
ては、次のような方法が考えられる。

先ず、抵抗回路網の両端に直流電圧を印加し、
被検出抵抗すなわち、十分低い抵抗値を有する１
個の固定抵抗Rxの両端の直流電圧を単純に検出
する方法が考えられる。しかしこの方法は、Rx
の両端の微小な直流電圧を十分に直流増幅する必
要があり、増幅器の温度によるドリフトなどの影
響を受け誤差を生じやすい。

また、抵抗回路網の両端に任意周波数の交流電
圧を印加し、被検出抵抗Rxの両端の微小な交流
電圧を検出する方法も考えられる。この方法は
Rxの両端の微小な交流電圧を増幅する必要があ
るが、直流ではないために比較的容易に増幅する
ことできる。しかし、増幅器の出力端には原発振
器の出力信号が静電誘導・電磁誘導等の原因で雑
音が混入することにより誤差を生じやすいという
問題がある。

そこで、このような原発振器の出力信号が静電
誘導・電磁誘導等の原因により増幅器出力端に混
入することによる誤差を防止するために、増幅の
過程で周波数変換をする方法が知られている。し
かしながらこの方法は、検出用信号を発生する周
波数₁の原発振器と、検出信号の周波数を変換す
る周波数変換器を必要とし、回路が複雑となる欠
点があつた。

考案が解決しようとする課題 すなわち従来から微小抵抗値の抵抗値診断方法
として、被診断抵抗器に直流電流を流し抵抗器両
端の直流電圧を検出して抵抗値を診断する方法及
び、被診断抵抗器にパルス電流を流し抵抗器両端
のパルス電圧を検出して抵抗値を診断する方法等
があつた。

しかしながら、前者の診断方法では許容診断電
流が小さい時に診断回路における増幅器の直流ド
リフト成分による誤差が生じやすく、後者の診断
方法では許容診断電流が小さい時に周囲のノイズ
による誤差が生じやすいという欠点があつた。

そこで本考案の目的は、上記欠点を取り除くた
めに、被診断抵抗器に直流電流やパルス電流を流
すのではなく正弦波電流を流し、この正弦波電流
の周波数の２倍の周波数の信号により演算処理す
ることにより、増幅器の直流ドリフト成分による
誤差及び周囲のノイズによる誤差を生じない微小
抵抗値のの抵抗値診断装置を提供しようとする点
にある。

課題を解決するための手段 本考案では、周波数₁の検出用原信号を発生す
る第１の発振器が周波数変換用の第２の発振器と
しても兼用され、被検出微小抵抗の両端に発生し
た周波数₁の抵抗値検出用信号と同じく周波数₁
の検出用原信号とを乗算して、２倍の周波数2₁
の信号を発生させ、この周波数2₁の信号電圧の
大きさにより微小抵抗の抵抗値の正否を判定する
ようにしたものである。

したがつて本考案の構成は、所定の抵抗値をも
つ抵抗器と被診断抵抗器との直列接続回路網に予
め定めた所定の周波数の交流電流を流すための発
振器と、該直流接続回路網の両端電圧レベルに対
応する第１信号と、上記被診断抵抗器の両端電圧
レベルに対応する第２信号とを出力する第１回路
と、上記第１信号と上記第２信号とを乗算し、両
者の振幅の積に比例した振幅をもちかつ、上記特
定の周波数の２倍の周波数である信号のみを抽出
し、該抽出された信号を整流して得た第３信号を
出力する第２回路と、上記被診断抵抗器の抵抗値
が所定の範囲内の値をもつとき上記第２回路から
出力される上部第３信号が有する第１レベルと、
上記被診断抵抗器が断線していたとき出力される
上記第３信号が有する第２レベルと、上記被診断
抵抗器が短絡していたとき出力される上記第３信
号が有する第３レベルとを弁別し、上記各レベル
に応じた３種類の出力信号を発生する第３回路と
を備えたものとなつている。

作 用 本考案によれば、被診断抵抗器と所定の抵抗値
をもつ抵抗器との直列接続回路網の両端電圧レベ
ルに対応する第１信号と、被診断抵抗器の両端電
圧レベルに対応する第２信号とを乗算して第１信
号及び第２信号の周波数の２倍の周波数だけを抽
出し、これを整流した第３信号を出力している。
したがつて、第３信号は被診断抵抗器の状態でレ
ベルが違つてくる。ここで、被診断抵抗器の状態
が正常とする抵抗値の範囲を予め定めておいて、
その範囲以上の場合を断線、その範囲以下の場合
を短絡とする。そこで、第３回路では入力された
第３信号のレベルに応じて、診断抵抗器の状態が
正常か、断線か、短絡かのいずれかをそれぞれを
表す３つの出力信号のうちの一つを出力する。

実施例 以下、本考案の実施例を第１図にしたがつて説
明する。

第１図において、１０は発振器であり、周波数
が₁［Hz］の微小正弦波電流Ｉが出力され、この
電流Ｉは抵抗器R₁、被診断抵抗器Rxおよび抵抗
器R₂の直列回路網に流れる。２０はフイルタ回
路であり、被診断抵抗器Rxの両端電圧が印加さ
れ、周波数が₁［Hz］成分のみ出力され、増幅器
３１により増幅されて周波数成分が₁［Hz］の診
断信号S₂が出力される。

この診断信号は第２信号に相当するもので、以
下、診断信号と略称する。同様に、第１信号は元
信号と略称する。

３２は増幅器であり、抵抗器R₁、被診断抵抗
器Rx及び抵抗器R₂の両端電圧が入力され、増幅
されて周波数成分が₁［Hz］の基準信号S₁が出力
される。４０は乗算器であり、周波数成分が₁
［Hz］の元信号S₁と診断信号S₂が入力され、元信
号S₁と診断信号S₂とが乗算された周波数成分が
2₁［Hz］の測定信号S₃を出力する。５０はフイル
タ回路であり、測定信号S₃が入力され、測定信号
S₃中のノイズ成分が除去された測定信号S₄を出力
する。６０は波形変換回路であり、測定信号S₄が
入力され、測定信号S₅を出力しダイオードD₁と
コンデンサC₁による積分回路によつて構成され
る。７１は第１のコンパレータ回路であり、非反
転入力端子（＋）に測定信号S₅が入力され、反転
入力端子（−）に比較電圧E₁が印加され、比較
電圧E₁のレベルに対し測定信号S₅のレベルが越
えるときにハイレベルのコンパレータ出力信号S₆
を出力する。７２は第２のコンパレータ回路であ
り、非反転入力端子（＋）に測定信号S₅が入力さ
れ、反転入力端子（−）に比較電圧E₂（E₁＞E₂）
が印加され、比較電圧E₂のレベルに対し測定信
号S₅のレベルが越える時にハイレベルのコンパレ
ータ出力信号S₇を出力する。８１は論理積回路で
あり、コンパレータ出力信号S₆及びS₇が入力さ
れ、コンパレータ出力信号S₆及びS₇が共にハイレ
ベルの時にハイレベルの断線信号S₈を出力する。
８２は排他的論理和回路であり、コンパレータ出
力信号S₆及びS₇が入力され、コンパレータ出力信
号S₆及びS₇が異なるレベルの時にハイレベルとな
る正常信号S₉を出力する。８３は否論理和回路で
あり、コンパレータ出力信号S₆及びS₇が入力さ
れ、コンパレータ出力信号S₆及びS₇が共にローレ
ベルの時にハイレベルの短絡信号S₁₀を出力する。

したがつて、第１回路に相当するものは、この
実施例では抵抗器R₁、診断抵抗器Rx及び抵抗器
R₂の直列回路網とフイルタ回路２０と増幅器３
１，３２で構成される。

同様に第２回路に相当するものは、乗算器４０
とフイルタ回路５０と波形変換回路６０で構成さ
れる。

また、第３回路に相当するものは第１のコンパ
レータ回７１と第２のコンパレータ回路７２と論
理積回路８１と排他的論理和回路８２と否論理和
回路８３で構成される。

ここで、本考案の実施例の動作を、第２図の動
作波形図にしたがつて説明する。

まず、本実施例の回路は被診断抵抗器Rxの抵
抗値判断として、被診断抵抗器Rxが正常か、断
線か、短絡かを判別するものである。

周波数が₁［Hz］の微小正弦波電流Ｉが被診断
抵抗器Rxを流れ、この被診断抵抗器Rxの両端電
圧は被診断抵抗器Rxの抵抗値に比例し、この両
端電圧が₁［Hz］の周波数成分のみを通すフイル
タ回路２０を通過して診断信号S₂となる。その結
果、この診断信号S₂中には発振器１０及び両端電
圧検出段におけるノイズは含まれない。また、乗
算器４０により、元信号S₁と診断信号S₂とを乗算
した測定信号S₃を得、フイルタ回路５０により
2₁［Hz］の周波数成分の測定信号S₄を得ることに
よつて、元信号S₁と診断信号S₂との両者の振幅の
積に比例した振幅をもち、かつ元信号S₁及び診断
信号S₂の周波数₁［Hz］とは、異なる周波数をも
つ信号が得られる。

この理由を以下に説明する。

周波数f₁［Hz］の正弦波である元信号S₁及び診
断信号S₂を、 S₁＝A₁sin2πf₁t、 S₂＝A₂sin2πf₁t、 （ただしS₁とS₂は同相である）とすると、 Ｓ＝S₁・S₂ ＝A₁・A₂sin²2πf₁t ＝−A₁・A₂（cos4πf₁t−cos0） ＝−１／２・（A₁・A₂）｛cos4πf₁t−１｝ ＝−１／２・（A₁・A₂）cos2π（2f₁t） ＋１／２・（A₁・A₂） ……(1) となり、上式(1)における第１項は振幅１／２・
（A₁・A₂）をもつ2f₁［Hz］の周波数の余弦波とな
る。また、第２項は元信号S₁と診断信号S₂の振幅
の積（A₁・A₂）の２分の１であり、直流成分と
なる。

よつて、2f₁［Hz］の周波数成分のみを通過させ
るフイルタ回路50で第１項のみを抽出すれば、元
信号S₁と診断信号S₂の振幅の積に比例した振幅が
得られ、かつf₁［Hz］の周波数成分である元信号
S₁及び診断信号S₂の混入を防止して、これらの信
号の積の周波数成分のみを検出することができ
る。

このような測定信号S₄の正電圧領域における振
幅レベルに対応するレベルを有する正電圧の測定
信号S₅となつて波形変換される。

ここで、被診断抵抗器Rxの状態（正常、断線、
短絡）に応じて測定信号S₅のレベル変化は次のよ
うな意味を表す。

被診断抵抗器Rxの正常状態における測定信号
のレベルをE₀とすると、断線状態においてはフ
イルタ回路２０に入力される被診断抵抗器Rxの
両端電圧が正常状態時よりも大きくなる。したが
つて、診断信号S₂の振幅（A₂）は大きくなり測
定信号S₃の振幅も大きくなる。その結果、測定信
号S₅のレベルはE₀を越えることになる。また、
短絡状態においてはフイルタ回路２０に入力され
る電圧は零となる。したがつて、診断信号S₃の振
幅は元信号S₁の振幅（A₁）と同一となる。その
結果、測定信号S₅のレベルはE₀より下がること
になる。

比較電圧E₁のレベルは、被診断抵抗器Rxが断
線時の測定信号S₅のレベルと正常時の測定信号S₅
のレベルE₀との中間に設定される。また比較電
圧E₂のレベルは、被診断抵抗器Rxが短絡時の測
定信号S₅のレベル正常時の測定信号S₅のレベル
E₀との中間に設定される。

よつて、被診断抵抗器Rxが正常時にはE₁＞測
定信号S₅のレベル＞E₂になるため、コンパレー
タ出力信号S₆はローレベル、コンパレータ出力信
号S₇はハイレベルとなる。また、断線時には測定
信号S₅のレベル＞E₁＞E₂となるため、コンパレ
ータ出力信号S₆及びS₇は共にハイレベルとなる。
そして、短絡時にはE₁＞E₂＞測定信号S₅のレベ
ルになるため、コンパレータ出力信号S₆及びS₇は
共にローレベルとなる。これらの出力はコンパレ
ータ出力信号S₆及びS₇が各々論理積回路８１、排
他的論理和回路８２、否論理和回路８３を介する
ことにより、被診断抵抗器Rxが断線時には断線
信号S₈がハイレベルとなつて現れ、正常時には正
常信号S₉がハイレベルとなり、短絡時には短絡信
号S₁₀がハイレベルとなつて現れる。

その結果、それらの信号S₈、S₉、及びS₁₀のレ
ベルにより被診断抵抗器Rxの状態が判別できる
ことになる。

なお、フイルタ回路２０は、₁を通過させ、
2₁を阻止する低域通過フイルタで乗算器４０の
出力側の2₁成分の電磁誘導・静電誘導等による
混入を除去するために挿入したものである。ま
た、フイルタ回路５０は₁を遮断し、2₁を通過
する高域通過フイルタで、₁成分の電磁誘導・静
電誘導による₁成分を除去するために挿入したも
のである。

考案の効果 以上のごとく、被診断抵抗器Rxに周波数が₁
［Hz］の正弦波電流を流し、その周波数の２倍の
周波数2₁［Hz］の信号により信号処理し、かつフ
イルタ回路を設けることにより、増幅器の直流ド
リフト成分による誤差及び周囲のノイズによる誤
差を生じない微小抵抗値の抵抗器の抵抗値診断が
可能となる。

また、本考案の実施例では、比較電圧E₁のレ
ベルを、被診断抵抗器Rxが断線時の測定信号S₅
のレベルと正常時の測定信号S₅のレベルE₀との
中間に設定し、比較電圧E₂のレベルも被診断抵
抗器Rxが短絡時の測定信号S₅のレベルと正常時
の測定信号S₅のレベルE₀との中間に設定してい
るが、比較電圧E₁のレベルと比較電圧E₂のレベ
ル差を縮めることによつて、抵抗値の診断の精度
を高めることも可能である。

そして本考案は、非常事態に発火して安全装置
を作動させる雷管の起動回路等に被診断抵抗器
Rxを使用すれば、被診断抵抗器Rxの状態が正常
か、断線か、短絡かを正確に判別することがで
き、高い信頼性を求せられる安全装置には特に効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の回路図であり、第
２図は動作波形図である。 １０……発振器、２０，５０……フイルタ回
路、３１，３２……増幅器、Rx，R₁，R₂，２
０，３１，３２……第１回路、４０……乗算器、
６０……波形変換回路、４０，５０，６０……第
２回路、７１……第１のコンパレータ回路、７２
……第２のコンパレータ回路、８１……論理積回
路、８２……排他的論理和回路、８３……否論理
和回路、７１，７２，８１，８２，８３……第３
回路、E₁，E₂……比較電圧、R₁，R₂……抵抗器、
Rx……被診断抵抗器、S₁……元信号（第１信
号）、S₂……診断信号（第２信号）、S₅……測定信
号（第３信号）、S₆，S₇……コンパレータ出力信
号、S₈……断線信号、S₉……正常信号、S₁₀……
短絡信号。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 所定の抵抗値をもつ抵抗器と被診断抵抗器との
   直列接続回路網に予め定めた所定の周波数の交流
   電流を流すための発振器と、 該直流接続回路網の両端電圧レベルに対応する
   第１信号と、前記被診断抵抗器の両端電圧レベル
   に対応する第２信号とを出力する第１回路と、 前記第１信号と前記第２信号とを乗算し、両者
   の振幅の積に比例した振幅をもちかつ、前記特定
   の周波数の２倍の周波数である信号のみを抽出
   し、該抽出された信号を整流して得た第３信号を
   出力する第２回路と、 前記被診断抵抗器の抵抗値が所定の範囲内の値
   をもつとき前記第２回路から出力される前記第３
   信号が有する第１レベルと、前記被診断抵抗器が
   断線していたとき出力される前記第３信号が有す
   る第２レベルと、前記被診断抵抗器が短絡してい
   たとき出力される前記第３信号が有する第３レベ
   ルとを弁別し、前記各レベルに応じた３種類の出
   力信号を発生する第３回路とを備えてなることを
   特徴とした抵抗値診断装置。