JPH0755857A - 抵抗測定装置 - Google Patents

抵抗測定装置

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JPH0755857A
JPH0755857A JP15888294A JP15888294A JPH0755857A JP H0755857 A JPH0755857 A JP H0755857A JP 15888294 A JP15888294 A JP 15888294A JP 15888294 A JP15888294 A JP 15888294A JP H0755857 A JPH0755857 A JP H0755857A
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resistance
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Masayuki Yoshizawa
正幸 吉澤
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 電源端子グランド端子間に被測定抵抗Rin
と、基準抵抗Rref1またはRref2を直列に接続する。バ
ッファアンプ817,818,819のオフセットをオ
フセットキャンセル回路802,804,S4によりキ
ャンセルする。被測定抵抗Rinの両端の電圧をバッファ
アンプ817,818を介して第1の積分値としてA/
D変換回路822,824,825に入力する。基準抵
抗Rref1またはRref2の両端電圧をバッファアンプ81
9を介して第2の積分値としてA/D変換回路822,
824,825に入力する。 【効果】 バッファアンプのオフセットが自動的にキャ
ンセルされ、高精度な抵抗測定装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、積分型A/D変換方式
における抵抗測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、図1のような積分型A/D変
換方式を利用した抵抗測定装置が知られているが、これ
は、被測定抵抗Rinに定電流源によって定電流を流し込
み、それによって発生する被測定抵抗の両端電圧をA/
D変換することによって抵抗表示する装置であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この場合、温度特性が
すぐれ、しかも精度が高く、ドライブ能力の大きな定電
流源と、ON抵抗の小さいリレースイッチ等が必要とな
る。従つて、従来の抵抗測定装置には次のような問題点
がある。
【0004】(1)温度特性のすぐれた精度の高い定電
流源を集積回路内部で作り込むことはむずかしく、外部
等で、別個に組む場合には、コスト高となる。
【0005】(2)レンジ切換用スイッチ等を集積化す
る場合、そのON抵抗、静電対策用抵抗等が精度に影響
を与え、別個にリレースイッチ等を用いるとコスト高と
なる。
【0006】(3)低抵抗測定レンジの場合、被測定抵
抗に大電流を流さなければならない。
【0007】(4)大電流等を流した場合、電流源の有
するインピーダンス等により、定電流源の精度が落ち、
測定精度に影響が出る。
【0008】本発明は、以上のような問題点を解決し、
回路の大部分を集積化可能とし、しかも高精度な抵抗測
定装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の抵抗測定装置
は、被測定抵抗と基準抵抗とを直列に接続し、電源端子
に前記被測定抵抗または前記基準抵抗のうち一方の抵抗
を接続し、グランド端子に前記被測定抵抗または前記基
準抵抗の他方の抵抗を接続してなる抵抗測定装置におい
て、第1のバッファアンプと第2のバッファアンプのオ
フセットをキャンセルするオフセットキャンセル回路
と、前記電源端子に接続された抵抗の両端の電圧を前記
第1のバッファアンプを介して第1の積分値として入力
され、前記グランド端子に接続された抵抗の両端電圧を
前記第2のバッファアンプを介して前記第2の積分値と
して入力されるA/D変換回路と、前記第1の積分を行
った積分値と前記第2の積分を行った積分値とを比較す
る比較手段と、該比較手段の出力により前記被測定抵抗
の測定値を表示する表示手段とを備えたことを特徴とす
る。
【0010】
【作用】図2に示した基本的な積分型A/D変換は、デ
ジタル表示されるパルス数Nが次のような関係にある。
【0011】
【数1】
【0012】(VIN・・・積分型A/D変換回路への入
力電圧、 EC…積分型A/D変換回路への基準電圧、 K…各A/D変換回路で決まる定数) 本発明は、上記関係式を満たす積分型A/D変換回路を
利用した抵抗測定装置すべてに通用されうるものであ
る。
【0013】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例{電圧−
時間変換型(二重積分型,パルス幅変調型),電圧−周
波数変換型(電荷平衡型)}について詳細に説明する。
【0014】図3に示したパルス幅変調型A/D変換回
路(以下、PWM変換回路と称す)は、電圧に比例した
パルス幅Tをつくり、そのT時間の間のクロック数の数
を表示することによつて、A/D変換を行なう。そのパ
ルス幅Tは
【0015】
【数2】
【0016】(VIN・・・PWM回路への入力電圧、 EC・・・・PWM回路への基準電圧、 K・・・・・外付抵抗R1,R2で決まる定数)で表わさ
れる。
【0017】図4に、このPWM変換回路を利用した抵
抗測定装置の一実施例を示す。オペアンプのオフセット
電圧は、オートゼロ回路を利用してスイッチ(47,5
3)、(48,54)の開閉によりキャンセルされる。
【0018】図4において、
【0019】
【数3】
【0020】であり、R1=R’1,R0=R’0とする
と、V2は反転入力され、PWMの入力は、V1−V2
等しくなる。従つてPWMの入力電圧Vin
【0021】
【数4】
【0022】となる。
【0023】PWM変換回路の基準電圧Ecはこの場合
1/3であり、 Ec=V3=Rref×Vref/(Rin+RON+Rref)・・・(4) で表わされる。よって、(1)、(3)、(4)式より
【0024】
【数5】
【0025】(5)より、PWM A/D変換の基準電
圧Ecに等しいRrefを外付けすれば、RinはVINに対応
してA/D変換され、抵抗測定が可能となる。
【0026】PWMを利用した本発明の利点は、基準電
圧Vrefの温度ドリフト、及び値の変化に影響されな
い。また、Vrefのプラス・マイナスどちらでもよく、
オペアンプのダイナシックレンジを越えない範囲におい
ては、任意の値がとれる。更には、RONの値も任意であ
り、内部のアナログスイッチのON抵抗及びその温度ド
ラフト、更に静電対策用抵抗等の影響も全くなく、レン
ジ切り換えを、集積回路内部におぃても可能としてぃ
る。
【0027】図4では、スイッチ49,50,61,6
2の開閉で可能。また、Rref,Ri n の小さいレンジ等
においては、電流規制用の抵抗(精度は全くいらない)
をRONとして(集積回路内部であるいは外付で)付加す
れば、Vref からGNDへ流れる電流の規制も可能であ
る。
【0028】次に、二重積分型A/D変換回路を図5に
示す。ある一定時間Trefの間VINが積分され、次に一
c で逆積分を行なって、その間の時間Tのクロック数
を表示することによって、A/D変換される。式は、
【0029】
【数6】
【0030】図6に、二重積分回路を使用した本発明の
一実施例を示す。オートゼロ用アナログスイッチ60
2,604がONすることによって、各オペアンプのオ
フセット電圧は、キャンセルされる。次にTref の積分
期間にVINとして、VIN=Rin×Vref/(Rin+RON
+Rref) が積分され、逆積分期間の基準電圧−Ec
して、スイッチ609,607または608がONし
て、−Ec=−Rref×Vref/(Rin+R0N+Rref)で
逆積分され、
【0031】
【数7】
【0032】となって抵抗測定がなされる。精度は、P
WM変換回路と同じく、Rrefの絶対精度、(Ro・R’
o),(R1,R’1)の相対精度のみで決まり、利点等
についても、PWM変換型と同じである。
【0033】最後に、電荷平衡型A/D変換回路の実施
例を図7に示す。オートゼロ用スイッチ701,702
でオペアンプのオフセット電圧をキャンセルする。VIN
の入力はオートゼロ期間以外は常に入力されており、あ
る一定時間にVIN/R1と−Ec/R2の電流が積分用コ
ンデンサに充電され、次にスイッチS3を0FF、スイ
ッチS4をONして、VIN/R1の電流で積分用コンデン
サの電荷を放電し、放電が終了すると、またスイッチS
3をON、S4をOFFしてコンデンサに電荷を充電する
という繰り返しを行なう。従つて関係式は、スイッチS
3,S4のON,OFFする一定時間の回数をNとする。
【0034】
【数8】
【0035】(K:R1,R2で決まる定数)で表わされ
る。
【0036】図8に、電荷平衡型A/D変換回路を使用
した本発明の一実施例を示す。VINのかわりに、Rin
両端の電位差を入力し、一Ecとして、Rrefの電位差を
反転して入力することによつて、
【0037】
【数9】
【0038】が得られる。精度、利点等は、PWM変換
回路で述べたものと同じである。
【0039】
【発明の効果】本発明の抵抗測定装置は、被測定抵抗と
基準抵抗とを直列に接続し、電源端子に前記被測定抵抗
または前記基準抵抗のうち一方の抵抗を接続し、グラン
ド端子に前記被測定抵抗または前記基準抵抗の他方の抵
抗を接続してなる抵抗測定装置において、第1のバッフ
ァアンプと第2のバッファアンプのオフセットをキャン
セルするオフセットキャンセル回路を備え、電源端子に
接続された抵抗の両端の電圧を前記第1のバッファアン
プを介して第1の積分値として入力され、グランド端子
に接続された抵抗の両端電圧を前記第2のバッファアン
プを介して前記第2の積分値としてA/D変換回路に入
力されるため、バッファアンプのオフセットが自動的に
キャンセルされ、高精度な抵抗測定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】積分型A/D変換の抵抗測定回路の概略図。
【図2】基本的なA/D変換回路図。
【図3】PWM A/D変換回路の概略図。
【図4】PWM変換回路を用いた本発明の一実施例を示
す図。
【図5】二重積分型A/D変換回路の概略図。
【図6】二重積分型A/D変換回路を用いた本発明の一
実施例を示す図。
【図7】電荷平衡型A/D変換回路の概略図。
【図8】電荷平衡型A/D変換回路の概略図。
【符号の説明】
in・・被測定抵抗 R1、R2・・積分用抵抗 C1・・積分用コンデンサ 805,806,807,808・・レンジ切換用スイ
ッチ 802,804,S4・・オートキャンセル用スイッチ 817,818,819・・バッファアンプ 820,821・・反転増幅用オペアンプ 822・・積分用オペアンプ 824・・コンパレータ 825・・カウンタ 826・・表示回路
【手続補正書】
【提出日】平成6年8月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の抵抗測定装置
は、被測定抵抗と基準抵抗とを直列に接続し、電源端子
に前記被測定抵抗または前記基準抵抗のうち一方の抵抗
を接続し、グランド端子に前記被測定抵抗または前記基
準抵抗の他方の抵抗を接続してなる抵抗測定装置におい
て、記電源端子に接続された抵抗の両端の電圧を第
オペアンプを介して第1の積分値として入力され、前
記グランド端子に接続された抵抗の両端電圧を第2の
アンプを介して前記第2の積分値として入力されるA
/D変換回路と、第1、第2のオペアンプのそれぞれ入
力端子とグランド端子との間にスイッチを接続し、該ス
イツチをオンオフすることにより前記第1、第2のオペ
アンプのオフセットをキャンセルするオフセットキャン
セル回路と、前記第1の積分を行った積分値と前記第2
の積分を行った積分値とを比較する比較手段と、該比較
手段の出力により前記被測定抵抗の測定値を表示する表
示手段とを備えたことを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】
【数3】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】
【数4】
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】
【数5】
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】
【数6】
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】
【数7】
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】
【数9】
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】
【発明の効果】本発明の抵抗測定装置は、被測定抵抗と
基準抵抗とを直列に接続し、電源端子に前記被測定抵抗
または前記基準抵抗のうち一方の抵抗を接続し、グラン
ド端子に前記被測定抵抗または前記基準抵抗の他方の抵
抗を接続してなる抵抗測定装置において、前記電源端子
に接続された抵抗の両端の電圧を第1のオペアンプを介
して第1の積分値として入力され、前記グランド端子に
接続された抵抗の両端電圧を第2のオペアンプを介して
前記第2の積分値として入力されるA/D変換回路と、
第1、第2のオペアンプのそれぞれ入カ端子とグランド
端子との間にスイッチを接続し、該スイッチをオンオフ
することにより前記第1、第2のオペアンプのオフセッ
トをキャンセルするオフセットキャンセル回路と、を備
えたため、バッファアンプのオフセットがA/D変換回
路に入力されても、キャンセルされ、積分されないた
め、高精度な抵抗測定ができるという効果を奏する

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定抵抗と基準抵抗とを直列に接続し、
    電源端子に前記被測定抵抗または前記基準抵抗のうち一
    方の抵抗を接続し、グランド端子に前記被測定抵抗また
    は前記基準抵抗の他方の抵抗を接続してなる抵抗測定装
    置において、 第1のバッファアンプと第2のバッファアンプのオフセ
    ットをキャンセルするオフセットキャンセル回路と、 前記電源端子に接続された抵抗の両端の電圧を前記第1
    のバッファアンプを介して第1の積分値として入力さ
    れ、前記グランド端子に接続された抵抗の両端電圧を前
    記第2のバッファアンプを介して前記第2の積分値とし
    て入力されるA/D変換回路と、 前記第1の積分を行った積分値と前記第2の積分を行っ
    た積分値とを比較する比較手段と、 該比較手段の出力により前記被測定抵抗の測定値を表示
    する表示手段とを備えたことを特徴とする抵抗測定装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6956516B2 (en) 2003-03-05 2005-10-18 Seiko Epson Corporation A/D conversion circuit, temperature-sensor circuit, integrated circuit, and method of adjusting the temperature-sensor circuit
JP2015080158A (ja) * 2013-10-18 2015-04-23 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置及び電子制御装置
JP2018046584A (ja) * 2017-12-26 2018-03-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 アナログディジタル変換回路及び電子装置

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JP2018046584A (ja) * 2017-12-26 2018-03-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 アナログディジタル変換回路及び電子装置

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