JPS5845661B2 - 広ダイナミツクレンジ電流検出器 - Google Patents
広ダイナミツクレンジ電流検出器Info
- Publication number
- JPS5845661B2 JPS5845661B2 JP53081725A JP8172578A JPS5845661B2 JP S5845661 B2 JPS5845661 B2 JP S5845661B2 JP 53081725 A JP53081725 A JP 53081725A JP 8172578 A JP8172578 A JP 8172578A JP S5845661 B2 JPS5845661 B2 JP S5845661B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- dynamic range
- amplifier
- current detection
- detection resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ダイナミックレンジが広く、かつ応答速度
の速い広ダイナミツクレンジ電流検出器に関するもので
ある。
の速い広ダイナミツクレンジ電流検出器に関するもので
ある。
従来の電流検出器は、第1図に示すように電流検出抵抗
体1aを被測定体2と測定電源4との間に直列に挿入し
、その両端の電圧を絶縁増幅器5を介して測定していた
。
体1aを被測定体2と測定電源4との間に直列に挿入し
、その両端の電圧を絶縁増幅器5を介して測定していた
。
電流検出抵抗体1aの抵抗値をR1電流検出抵抗体1a
に流れる検出すべき電流を■とすれば、絶縁増幅器5の
出力■は、V=RI となる。
に流れる検出すべき電流を■とすれば、絶縁増幅器5の
出力■は、V=RI となる。
この方法は原理的かつ明瞭な電流測定方法であってよく
利用されるのであるが、ダイナミックレンジの広さとい
う点では問題がある。
利用されるのであるが、ダイナミックレンジの広さとい
う点では問題がある。
すなわち、絶縁増幅器5を介して測定するため出力は普
通最小1mV程度、最大10V程度に制限されるのでダ
イナミックレンジを10■/1mV=10’より広げる
ことは難しい。
通最小1mV程度、最大10V程度に制限されるのでダ
イナミックレンジを10■/1mV=10’より広げる
ことは難しい。
そのため通常は種々の電流検出抵抗体ia、l’aをリ
レー8a、8Iaを用いて切換え、ダイナミックレンジ
を広げている。
レー8a、8Iaを用いて切換え、ダイナミックレンジ
を広げている。
しかし、リレー8a、8′aを用いて切り換えるため、
リレー8a18/aの寿命との関係もあって全体として
の電流検出器は動作速度が必然的に遅く、電流の変化が
ある程度速くなるとレンジの切換えができなくなるので
測定できなくなるという欠点があった。
リレー8a18/aの寿命との関係もあって全体として
の電流検出器は動作速度が必然的に遅く、電流の変化が
ある程度速くなるとレンジの切換えができなくなるので
測定できなくなるという欠点があった。
また、第1図の右側部分に示すように電流検出抵抗体1
aに小さな値の抵抗を用い、絶縁増幅器5の後に増幅器
12をつなぎ、絶縁増幅器5の出力の大小に応じてそれ
ぞれ絶縁増幅器5と増幅器12の出力■または77%選
択して用いることも行われている。
aに小さな値の抵抗を用い、絶縁増幅器5の後に増幅器
12をつなぎ、絶縁増幅器5の出力の大小に応じてそれ
ぞれ絶縁増幅器5と増幅器12の出力■または77%選
択して用いることも行われている。
なお、9は絶縁増幅器、10,11は抵抗体である。
しかしながら、絶縁増幅器5の出力が1mV以下になっ
てくると、絶縁増幅器5自身のドリフト特性と同じオー
ダになり、これによりダイナミックレンジを広げる(1
04〜105)ことは現状では非常に難しい。
てくると、絶縁増幅器5自身のドリフト特性と同じオー
ダになり、これによりダイナミックレンジを広げる(1
04〜105)ことは現状では非常に難しい。
さらに電流測定は第2図のような構成でも行われている
。
。
すなわち、増幅器6を被測定体2に接続する。
増幅器6は低入力電流演算増幅器7、電流検出抵抗体1
b 、 1/b、リレー8b、81bからなっている
。
b 、 1/b、リレー8b、81bからなっている
。
この方法では、被測定体2を流れる電流HJ、低入力電
流演算増幅器7の反転入力(点P)に接続された電流検
出抵抗体1bを通って低入力電流演算増幅器7の出力に
流れ込む。
流演算増幅器7の反転入力(点P)に接続された電流検
出抵抗体1bを通って低入力電流演算増幅器7の出力に
流れ込む。
点Pは低入力電流演算増幅器Tの性質により常に点Gの
電位(基準電位すなわち零電位とする)になるので、低
入力電流演算増幅器7の出力v’は、V/−−RI(R
は電流検出抵抗体1bの値)となる。
電位(基準電位すなわち零電位とする)になるので、低
入力電流演算増幅器7の出力v’は、V/−−RI(R
は電流検出抵抗体1bの値)となる。
この測定は第1図の測定とくらべて被測定体2の一端が
常に零電位であるという利点があるが、ダイナミックレ
ンジの広さという観点からは同じである。
常に零電位であるという利点があるが、ダイナミックレ
ンジの広さという観点からは同じである。
この発明は、上述の点にかんがみなされたもので、応答
速度が速く、かつダイナミックレンジの広い電流検出器
を提供するものである。
速度が速く、かつダイナミックレンジの広い電流検出器
を提供するものである。
以下この発明について説明する。
第3図はこの発明の一実施例を示す構成図で、被測定体
2に流れる電流■は電流検出抵抗体1aに流れる電流I
Iと同時に電流検出抵抗体1bにも電流I2となってツ
ェナーダイオード13を介して流れる。
2に流れる電流■は電流検出抵抗体1aに流れる電流I
Iと同時に電流検出抵抗体1bにも電流I2となってツ
ェナーダイオード13を介して流れる。
しかしながら、電流■が小さくて、V=Ra I (電
流検出抵抗体1aの抵抗値をRa、同じ<ibの抵抗値
をRbとする)がツェナーダイオード13のツェナー電
圧Vz(8V程度)に対してはるかに小さい場合(4V
以下)にはツェナーダイオード13は電流をほとんど流
さず、実際上電流■は電流検出抵抗体1aのみに流れる
。
流検出抵抗体1aの抵抗値をRa、同じ<ibの抵抗値
をRbとする)がツェナーダイオード13のツェナー電
圧Vz(8V程度)に対してはるかに小さい場合(4V
以下)にはツェナーダイオード13は電流をほとんど流
さず、実際上電流■は電流検出抵抗体1aのみに流れる
。
したがって電流■が小さい間は絶縁増幅器5から電流に
比例した出力V=R□■が得られる。
比例した出力V=R□■が得られる。
一方、電流Iが大きくなってV=RヨIがツェナーダイ
オード13のツェナー電圧V2に近づいてくると、電流
検出抵抗体1aを流れる電流■1以外にツェナーダイオ
ード13を介して電流検出抵抗体1bにも電流■2が流
れるようになる。
オード13のツェナー電圧V2に近づいてくると、電流
検出抵抗体1aを流れる電流■1以外にツェナーダイオ
ード13を介して電流検出抵抗体1bにも電流■2が流
れるようになる。
電流Iが小さい間はこの電流に比例していた点Pの電位
■は、もはや電流■に比例しなくなり、■=Ra■1が
ツェナーダイオード13のツェナー電圧Vzに達すると
、もはやそれ以上増加しなくなり、電流Iの増加分はす
べてツェナーダイオード13を通って電流検出抵抗体1
bを流れ、低入力電流演算増幅器Iの出力に■I=−R
b■2を発生させる。
■は、もはや電流■に比例しなくなり、■=Ra■1が
ツェナーダイオード13のツェナー電圧Vzに達すると
、もはやそれ以上増加しなくなり、電流Iの増加分はす
べてツェナーダイオード13を通って電流検出抵抗体1
bを流れ、低入力電流演算増幅器Iの出力に■I=−R
b■2を発生させる。
このように一般に電流■は電流検出抵抗体1aを通って
流れる成分I0と電流検出抵抗体1bを通って流れる成
分■2とに分かれるが、両者の和■1+I2は常に真の
電流値■に等しい(I−L +I2 )。
流れる成分I0と電流検出抵抗体1bを通って流れる成
分■2とに分かれるが、両者の和■1+I2は常に真の
電流値■に等しい(I−L +I2 )。
それゆれ、演算増幅器15およ−び抵抗体16〜19か
らなる加算器14を用いて絶縁増幅器5の出力Vと演算
増幅器7の出力V/の加算、V”=CV −V/ ただし、CはC=J、/R,になるように抵抗体16〜
19の抵抗値を選ぶ。
らなる加算器14を用いて絶縁増幅器5の出力Vと演算
増幅器7の出力V/の加算、V”=CV −V/ ただし、CはC=J、/R,になるように抵抗体16〜
19の抵抗値を選ぶ。
を行えば、
V=Ra11
(V/=−RbI2)
であるから、
v〃= CRaI t + RbI 2
=Ryb(II +I2 ’)
=Rb■
が成立し、常に全電流■に比例する電圧V′が演算増幅
器15の出力にえられる。
器15の出力にえられる。
なお、この出力V′は、第3図において電流検出抵抗体
1aを除き、ツェナーダイオード13を短絡した場合の
増幅器6の出力電圧(第2図と対応)に符号を除いて等
しい。
1aを除き、ツェナーダイオード13を短絡した場合の
増幅器6の出力電圧(第2図と対応)に符号を除いて等
しい。
第3図において、R=100KQ、Rb=IK、2に選
び、ツェナーダイオード13のツェナー電圧■2を8V
程度に選べば、絶縁増幅器5、演算増幅器7が10mV
〜10■の範囲で働らくとした場合、絶縁増幅器5の出
力から0.1μA〜40μA(10mV〜4V)に対応
する出力かえられ、演算増幅器15の出力から40μA
〜10mA(40mV〜10V)かえられる。
び、ツェナーダイオード13のツェナー電圧■2を8V
程度に選べば、絶縁増幅器5、演算増幅器7が10mV
〜10■の範囲で働らくとした場合、絶縁増幅器5の出
力から0.1μA〜40μA(10mV〜4V)に対応
する出力かえられ、演算増幅器15の出力から40μA
〜10mA(40mV〜10V)かえられる。
すなわち、絶縁増幅器5、演算増幅器7のダイナミック
レンジは10 V/ 10 mV=103であるにもか
\わらず、第3図の回路ではダイナミックレンジは10
mA10.1 μA=10”あるゆえ、ダイナミックレ
ンジは格段に広くなっている。
レンジは10 V/ 10 mV=103であるにもか
\わらず、第3図の回路ではダイナミックレンジは10
mA10.1 μA=10”あるゆえ、ダイナミックレ
ンジは格段に広くなっている。
しかも、絶縁増幅器5の出力と演算増幅器15の出力と
は同時に使用することができるのが特徴である。
は同時に使用することができるのが特徴である。
例えば、速い電圧上昇率をもつ測定電源4に対し、多数
の電流設定値を設は電流が増加して各設定値をこえた場
合に信号を発生するような回路の構成の場合、各設定値
のダイナミックレンジが広範囲にわたる場合でも実現が
可能である。
の電流設定値を設は電流が増加して各設定値をこえた場
合に信号を発生するような回路の構成の場合、各設定値
のダイナミックレンジが広範囲にわたる場合でも実現が
可能である。
また、例えば、この回路を用いて電流レンジ切換えを行
う場合、演算増幅器15のあとにコンパレータを設け、
その出力にしたがって絶縁増幅器5と演算増幅器15と
の出力の選択をすることにより実現される。
う場合、演算増幅器15のあとにコンパレータを設け、
その出力にしたがって絶縁増幅器5と演算増幅器15と
の出力の選択をすることにより実現される。
さらに絶縁増幅器5と演算増幅器7に1mV〜10V(
ダイナミックレンジIOV/1mV=104)まで働ら
く演算増幅器を用いることにより、同じ構成でダイナミ
ックレンジ107の電流検出器を実現できる。
ダイナミックレンジIOV/1mV=104)まで働ら
く演算増幅器を用いることにより、同じ構成でダイナミ
ックレンジ107の電流検出器を実現できる。
ここで、ダイナミックレンジは、第4図に示すように、
絶縁増幅器5と演算増幅器7のオーバラップする電圧レ
ンジを10倍にとった場合、10’X10’/10で計
算され107に等しい。
絶縁増幅器5と演算増幅器7のオーバラップする電圧レ
ンジを10倍にとった場合、10’X10’/10で計
算され107に等しい。
なお、上記実施例では測定電源4は基準点Gに対し正極
性であるが、これが負極性の場合、ツェナーダイオード
13の極性を反転し、また、正負両極性にわたる場合に
はツェナーダイオード13に極性を逆にした同じツェナ
ーダイオードを直列に挿入することにより、上記と同じ
作用をさせることができることは明らかである。
性であるが、これが負極性の場合、ツェナーダイオード
13の極性を反転し、また、正負両極性にわたる場合に
はツェナーダイオード13に極性を逆にした同じツェナ
ーダイオードを直列に挿入することにより、上記と同じ
作用をさせることができることは明らかである。
以上説明したようにこの発明によれば、従来困難であっ
たダイナミックレンジを大幅に広くすることができると
ともに、動作速度の速い電流検出器が得られる利点があ
る。
たダイナミックレンジを大幅に広くすることができると
ともに、動作速度の速い電流検出器が得られる利点があ
る。
第1図は従来の電流検出器の回路図、第2図は従来の他
の電流検出器の回路図、第3図はこの発明の一実施例を
示す電流検出器の回路図、第4図は第3図における動作
範囲を説明するための図である。 図中、1a、11aおよび1 b 、 i/bは電流検
出抵抗体、2は被測定体、3,10,11.16〜19
は抵抗体、4は測定電源、5は絶縁増幅器、6は電流検
出器、7は低入力電流演算増幅器、14は加算器、15
は演算増幅器である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
の電流検出器の回路図、第3図はこの発明の一実施例を
示す電流検出器の回路図、第4図は第3図における動作
範囲を説明するための図である。 図中、1a、11aおよび1 b 、 i/bは電流検
出抵抗体、2は被測定体、3,10,11.16〜19
は抵抗体、4は測定電源、5は絶縁増幅器、6は電流検
出器、7は低入力電流演算増幅器、14は加算器、15
は演算増幅器である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 1 測定電源、この測定電源に一端が接続された電流制
限抵抗体、一端が前記測定電源に接続され他端と前記電
流制限抵抗体の他端との間に被測定体が接続される電流
検出抵抗体とを有し、さらに前記電流検出抵抗体の一端
を基準として他端より絶縁増幅器を介して前記電流検出
抵抗体に流れる電流に比例した信号をとり電流検出を行
う電流検出器において、前記電流検出抵抗体の他端にツ
ェナーダイオードの一端を接続し、他端に前記ツェナー
ダイオードを流れる電流に比例する電圧を発生する電流
検出器を接続し、かつ前記絶縁増幅器と電流続出器の出
力の重みを付けて加算し前記電流検出抵抗体に流れる電
流と前記ツェナーダイオードに流れる電流に比例する出
力電圧を発生する加算器を備えてなり、さらに前記絶縁
増幅器および加算器のそれぞれに同時使用可能な出力端
子を設けれことを特徴とする広ダイナミツクレンジ電流
検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53081725A JPS5845661B2 (ja) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | 広ダイナミツクレンジ電流検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53081725A JPS5845661B2 (ja) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | 広ダイナミツクレンジ電流検出器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5554445A JPS5554445A (en) | 1980-04-21 |
JPS5845661B2 true JPS5845661B2 (ja) | 1983-10-12 |
Family
ID=13754380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53081725A Expired JPS5845661B2 (ja) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | 広ダイナミツクレンジ電流検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5845661B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4828148B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2011-11-30 | 大和ハウス工業株式会社 | 回転圧入式の翼付き杭の構造 |
-
1978
- 1978-07-04 JP JP53081725A patent/JPS5845661B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5554445A (en) | 1980-04-21 |
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