JPH077016B2 - 電圧測定器用分圧器 - Google Patents

電圧測定器用分圧器

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JPH077016B2
JPH077016B2 JP61049251A JP4925186A JPH077016B2 JP H077016 B2 JPH077016 B2 JP H077016B2 JP 61049251 A JP61049251 A JP 61049251A JP 4925186 A JP4925186 A JP 4925186A JP H077016 B2 JPH077016 B2 JP H077016B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測定電圧の入力するインピーダンス変換器
の出力端子に抵抗値が複数段階に切換わる可変抵抗を接
続し、これにさらに固定抵抗を直列接続することによ
り、固定抵抗の呈する電圧が所定レベルになるように可
変抵抗値を設定し、その分圧比に応じて被測定電圧を求
めるようにした直流又は高周波の高圧測定器用分圧器に
関するものである。
〔従来の技術〕
この種の分圧器は、第6図に例示するように特公昭60−
19459により周知である。同図において、Rfは抵抗値100
rの固定抵抗、Rvは可変抵抗、Alはインピーダンス変換
器である。Rvは、抵抗値100rの最上位桁の直列抵抗群R1
と、次の桁の抵抗10rの直列抵抗群R2と、さらに低い桁
の抵抗rの直列抵抗群R3とから構成されている。これに
より、各桁の抵抗群R1〜R3を任意の選択位置、即ち図示
の十進値の倍率係数X、Y、Zに設定すると、出力Voに
対する入力電圧Viは次のようになる。
これにより、フルスケールの出力電圧に対して入力電圧
が10進値の倍率係数X、Y、Zに応じて拡大されて測定
される。例えば図示の位置ではVi=3.62Voとなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような分圧器によれば、電圧測定器のフルスケール
を細かい間隔で大巾に自由に変えることができ、しかも
設定値をそのまま測定値にすることができる。しかしな
がら、各桁の倍率係数の段数に応じた数の抵抗及びその
選択回路が必要になるために構造的に嵩ばり、加えてロ
ータリスイッチの使用を前提としたものでディジタル的
な制御には適応しなかった。
そこで、特願昭60-262983により可変抵抗が、BCD制御用
に抵抗値の1、2、4、8倍と変化する4個の抵抗群を
設定倍率の桁数に応じて直列接続し、ディジタルスイッ
チ等のBCD信号で倍率制御されるように成った電圧測定
器用分圧器が提案されている。しかし、この分圧器では
電圧測定器をフルスケールにする測定を前提にする以
上、前述の分圧式から明らかなように、依然として倍率
設定を最大桁の1以下にできないために、最大分圧比を
10:1以上にできない欠点がある。
本発明は、この点に鑑みて、可変抵抗を自然2進又はBC
Dのコード信号で制御すると共に分圧比の設定範囲を拡
大できる冒頭に述べた類の電圧測定器用分圧器を提供す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、この目的を達成するために、第1図に示すよ
うに、インピーダンス変換器1及び電圧測定回路3間に
接続する可変抵抗が、最小抵抗値rに自然2進若しくは
BCDコードの重みを乗算した抵抗値を有して順に直列接
続され、かつそれぞれにスイッチを並列接続されたスイ
ッチ付抵抗群2として構成され(ここでr=Rs/K、Rs:
電圧測定回路3の入力抵抗、K:この電圧測定回路をフル
スケールにする電圧である電圧感度から電圧単位を除い
た電圧感度定数)、さらに被測定電圧に対して電圧測定
回路3をフルスケールにするように、最小抵抗値(r)
に対する倍率(N)を設定し、かつこの設定に対応した
倍率信号を出力する倍率設定手段5と、倍率信号を入力
としてスイッチ付抵抗群2の呈する抵抗値Rx=N×r−
Rsになるようにスイッチを制御する自然2進又はBCDの
コード信号を出力するスイッチ制御回路4とを付属させ
たことを特徴とする。即ち、スイッチ付抵抗群2は、第
2図(a)又は(b)に示すように、自然2進コードの
桁の重みに対応した抵抗値(r、2r、4r、…2n-1・r)
又はBCDコードの桁の重みに対応した抵抗値100(r、2
r、4r、8r)、101(r、2r、4r、8r)…10n-1(r、2
r、4r、8r)を有する抵抗群より構成されている。
〔作用〕
倍率設定手段5は手動操作又は自動制御信号として例え
ば抵抗rに対する倍率N=…+102N2+101N1+100N
0(但しN0、N1、N2…はそれぞれ100、101、102…桁の設
定値)に相当する倍率信号を出力する。これにより、ス
イッチ制御回路4はRx=r×N(=…+102N2+101N1
100N0)−Rsを満足する自然2進又はBCDのコード信号を
出力して並列接続のスイッチを制御し、第2図(c)に
示す分圧器の等価回路を構成させる。
ここで、被測定電圧Viは、電圧測定回路3の出力電圧Vo
が丁度そのフルスケール電圧、即ち電圧感度定数Kに相
当するようにNを設定して測定されるとすると、Vo=K
×〔電圧単位〕となり、また前述のようにRx=N×r−
Rsであるから 即ち、電圧測定回路3をフルスケールにする倍率設定手
段5の設定倍率NがそのままViとなる。
N×r−Rs<0のときは、設定倍率Nがそのままフルス
ケール値とならないために、警報を発したり或はNの表
示を一定の値に保持させる等を行わせる。
〔発明の実施例〕
第3図は、フルスケール電圧が100mV、即ちK=100即ち
固定抵抗Rs=100Ωの電圧計10を用いた電圧測定器用分
圧器を示す。また、高い入力インピーダンス及び低い出
力インピーダンスを有するインピーダンス変換器11の出
力側には、可変抵抗としてRs=K×rより最小抵抗r=
1Ωに自然2進コードの重みを順に乗算した抵抗値を有
す抵抗群Ra0,Ra1…Ran-1が接続されている。各抵抗には
リードスイッチSa0、Sa1、…San-1及び高周波特性補償用
のコンデンサCa0、Sa1、San-1が並列接続されている。同
様に電圧計10にはコンデンサC10が並列接続されてい
る。
12は4桁で最小抵抗rに対する倍率Nを設定するディジ
タルスイッチであり、設定された10進値の倍率をその表
示部12aに表示すると共に対応するBCD信号を出力する。
13はこのBCD信号を自然2進コードに変換するBCD/自然
2進変換回路であり、設定倍率Nに対応する自然2進コ
ード信号を発生する。14は、K=100に対応する自然2
進コード信号を発生する補正信号発生回路である。15
は、BCD/自然2進変換回路13の出力信号から補正信号発
生回路14の出力信号を減算してその結果N−Kに応じて
スイッチSa0、Sa1、…San-1をオープンになるように制御
する自然2進コードの出力を発生する減算回路である。
この減算回路には、N<Kと判断すると、誤差を防止す
るための警報を発生させるとか、設定した10進値の倍率
がディジタルスイッチ12の表示部12aに表示されず、対
応するBCD信号も出力されないようにするとか、Rx=0
にする等の通常の測定を中断させる機能を備えた回路も
付加されている。
動作は次の通りである。
100mVフルスケールの感度を有する電圧計の分圧器とし
て、高周波のVi=1.652V=1652mVが入力している状態で
ディジタルスイッチ12を倍率N=1652に設定したとする
と、そのBCD信号がBCD/自然2進変換回路13で自然2進
コード信号に変換され、減算回路15へ供給される。そし
て補正信号発生回路14から供給される“100"の自然2進
コード信号に対して減算処理が行われ、 (103×1+102×6+101×5+100×2)−100=1552
に相当する2進コード信号を出力する。抵抗群Ra0〜Ra
n-1はこれに1Ωを乗算した値となる。即ち、Rx=1552
Ω、Rs=K×r=100×1=100Ωであるから、電圧計に
加わる電圧は 即ち、入力1652mVの入力が、分圧器により100mVの電圧
計のフルスケール値として表示される。
尚、ディジタルスイッチ12の設定値Nが、電圧計10の電
圧感度100mVよりも小さく設定されると(N<100)、減
算回路15は、前述の付加回路により警報を発するとか、
Rx=0に保持して単なる電圧測定を行わせるとか、ディ
ジタルスイッチ12を動作不能にする等の動作を行う。
電圧計10の感度を50mVにした場合、補正信号発生回路14
には電圧感度定数K=50に相当する2進コード信号を発
生させ、Rs=K×r=50Ωにする。
電圧計10の感度を200mVにし、最小抵抗r=10Ωの場
合、Rs=200×10Ω=2KΩになる。
スイッチ制御回路としては、第4図に示すように、第3
図のBCD/自然2進変換回路13、補正信号発生回路14及び
減算回路15を一括することができる。即ち、ディジタル
スイッチ12のBCD信号をアドレス入力とするROM20に、補
正値を減算した自然2進コードのデータを書込んでお
く。ただし、前述のようにRx=Rsとなる場合にはROM20
にRx=0となるようなデータ、例えばbs0〜bsn-1をオー
ル“0"(スイッチSa0〜San-1及び関連回路の種類によっ
ては“1"もあり得る)を書込んで常に電圧計に入力電圧
Viを直読させるか、或いは警報信号を発するための特別
なデータを書込んでおくことが考えられる。
以上の実施例は抵抗群を自然2進コードで制御する場合
ついて述べたが、第5図に示すように、抵抗群をBCDコ
ードの桁の重みに対応した抵抗値を有する抵抗群より構
成し、スイッチ制御回路として抵抗群をRx=N×r−Rs
になるように制御するBCD信号をROM21に書込んでおくこ
ともできる。また、このBCDコードに対応した抵抗値を
有する抵抗群の場合でも、第3図と同様にスイッチ制御
回路を補正信号発生回路及び減算回路より構成してもよ
い。
倍率設定手段としては、電圧測定回路の出力電圧Voがフ
ルスケール電圧に一致するようにNを設定するBCD信号
を自動的に出力し、その設定値も表示する自動制御回路
等にすることもできる。
〔発明の効果〕
以上、本発明によれば分圧抵抗の数を従来のロータリス
イッチ式に較べて減少させ得、スペース上有利となり、
倍率切換操作の遠隔制御、自動制御も容易となる。設定
倍率が電圧測定回路の電圧感度を越える範囲で分圧比も
10:1以上にでも大巾に拡大することができ測定レンジも
広くなる。しかも、電圧計等の電圧測定回路の固定入力
抵抗値及びその感度を変更した場合でも、減算値を変更
するだけで可変抵抗を変更しないで済む。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電圧測定器用分圧器の回路構成を示す
図、第2図(a)はその自然2進コードのスイッチ付抵
抗群の回路構成図、第2図(b)はそのBCDコードのス
イッチ付抵抗群の回路構成図、第2図(c)はその分圧
器の等価回路を示す図、第3図は本発明の実施例による
自然2進コードの電圧測定器用分圧器の回路構成を示す
図、第4図はその変形例を示す回路回路図、第5図は別
の実施例によるBCDコードの電圧測定器用分圧器の回路
構成を示す図並びに第6図は従来の電圧測定器用分圧器
の回路構成図である。 3…電圧測定回路、10…電圧計。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定電圧の入力端子に接続する高入力・
    低出力インピーダンスのインピーダンス変換器及び電圧
    測定回路間に可変抵抗を接続することにより、電圧測定
    回路をフルスケールにする際の可変抵抗と電圧測定回路
    の入力抵抗との分圧比から電圧測定を行うための電圧測
    定器用分圧器において、 可変抵抗が、最小抵抗値rに自然2進若しくはBCDコー
    ドの重みを乗算した抵抗値を有して順に直列接続され、
    かつそれぞれにスイッチを並列接続されたスイッチ付抵
    抗群として構成され(ここで、r=Rs/K、Rs:電圧測定
    回路の入力抵抗、K:この電圧測定回路をフルスケールに
    する電圧である電圧感度から電圧単位を除いた電圧感度
    定数)、 さらに、被測定電圧に対して前記電圧測定回路をフルス
    ケールにするように、前記最小抵抗値(r)に対する倍
    率(N)を設定し、かつこの設定に対応した倍率信号を
    出力する倍率設定手段と、前記倍率信号を入力として前
    記スイッチ付抵抗群の呈する抵抗値Rx=N×r−Rsにな
    るように前記スイッチを制御する自然2進又はBCDのコ
    ード信号を出力するスイッチ制御回路とを付属させたこ
    とを特徴とする電圧測定器用分圧器。
  2. 【請求項2】倍率設定手段が、手動設定されるディジタ
    ルスイッチである特許請求の範囲第1項記載の電圧測定
    器用分圧器。
  3. 【請求項3】倍率設定手段が、自動的に倍率信号を出力
    する自動制御回路である特許請求の範囲第1項記載の電
    圧測定器用分圧器。
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