JPS5899763A - 電流計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は入力の信号電流を一旦コンデンサにチヤーンし
、このチャージ電圧を後に読み出して信号電流を計測す
る装置に関する。

ｚ　４９　ＣＴ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ　Ｔｏｍ
ｏｇｒａｐｈｙ　）装置においては、測定物ＫＸ線を照
射しその透過Ｘ線を多数の電離箱で検知し、その信号に
基づき測定物に関する投影データを得るように構成して
いる。この場合、その装置には多チャンネルの電離箱の
出方電流をそれぞれ計測する電流計測装置が用い＾いる
。ｌｌ！米の電流計測装置では、Ｘ＠電離箱よシ得られ
る透過Ｘ６強度・に応じた電離電流を、チャンネルとと
に電流・電圧変換し、これをアナログ・デジタル変換器
（以下ＡＤ変換器と略す）でデジタル化している。この
場合、電流・電圧変換のために用いられているコンデン
サには漏れ電流が流れ込む可能性があシ、また、このコ
ンデン誉のチャージ電圧を増幅する増幅器には無視でき
ないオフセットがあるので、高精度計測を期待するため
Ｋはこれらの誤差要素の補正が必要である。増幅器のオ
フセットは、オートゼロ方式でアナログ的に補正を行な
うことができるが　回路の漏れ電流がコンデンサに流れ
込む誤差°要素に対しては、従来から適切な補正手段が
なかった。

本発明の目的は、信号電流をコンデンサのチャージ電圧
として計測する装置において、コンデンサに流れ込む漏
れ電流の影響を除去することができる手段を提供せんと
するものである。

第１図は本発明に係る電流計測装置の一実施例を示す要
部構成図である。同図において、工、〜”１１は、信号
電流を表わしＸ１ｉｌＣＴ装置で言えば、透過Ｘ線強度
に応じた電離箱、流である。Ｃ□〜Ｃｎは各信号電流工
、〜工。を電圧に変、換するコンデンサである。

８１〜Ｓｎはサンプリングスイッチを表わし各コンデン
サＣ工〜Ｃｎの電圧を選択して次段へ伝えるものである
。なお、このサンプリングスイッチは、図に示した複数
−個のスイッチの代りにマルチプレクサで置き代えても
良い。Ｓｒはリセットスイッチを表わしコンデンサ０１
〜Ｃｎの電荷を放電させる機能を有する。Ｕは増幅器を
表わし高人力インピーダンスでコンデンサＣ□〜Ｃｎの
電圧を受けるとともに、これらの電圧を適切な大きさＫ
して次段へ伝えるものである。１１はアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するム・Ｄｌｌ換器、１２はＡ−Ｄ変
換器１１の出力を記憶するメモリ、１３は２つのデジタ
ル信号を適宜演算する演算器、１４は＾・Ｄ変換器１１
からの信号をメモリ１２と演算＠１３とへ適宜切換へて
伝達する切換回路、１５はタイミング制御回路を表わし
、サンプリングスイッチ８１〜Ｓｎ１　　リセットスイ
ッチ８ｒ、ム・Ｄ変換器１１、メモリ１２、切換回路１
４、演算器１３のタイミングをコントロールするもので
ある。

コンデンサＣ□〜・Ｃｎは各入力チャンネル端子１〜ｎ
と回路アース間に接続される。各入力チャンネル端子１
〜ｍは、サンプリングスイーッチｓ１〜ｓｎヲ介して増
幅器Ｕへ接続゛されるとともにリセットスイッチ８ｒの
接点を経由して回路アースに接続される。増幅器Ｕの出
力−は、ム・Ｄ変換器１１〜導入される。ム・Ｄ変換器
１１の出力は、！換回路１４を介してメモリ１２へ導入
され、或いは演算器１３へ導入される。タイミング制御
回路は第１図に示す如く各部のタイミングをコントロー
ルする。なお各コンデンサＣ□〜Ｃｎへ並列に加えられ
ている１□〜ｉｎは漏れ電流を表わす。

以上のように構成された第１図の装置の動作を第２図を
参照しながら説明する。第２図はす／グリングスイッチ
Ｓ□〜ＳゎとリセットスイッチＳｒと信　−号電流工、
〜工。のタイミングを示す図である。第２図において、
（イ）〜休）は期間倉表わし、各波形の左側には、その
波形に対応する動作のスイッチ素子名称と信号電流を示
した。なお各スイッチの動作を示す波形のうち１ハイ−
ルベルの期間はスイ。

チがオンであシ１０−艷゛レベル、の期間はオフになっ
ているものとする。以下、（イ）一体）の各期間につい
てそ°の動作を説明する。

（イ）の期間 リセットスイッチ８ｒ及び各サンプリングスイ。

チＳ□〜Ｓｎがオンとなシ、コンデンサＣ□〜Ｃｒｌの
電荷は放電される。

（ロ）の期間 スイッチ８１〜Ｓｎ及びＳｒがオフとな）各チャ／ネル
の信号電流工１〜Ｉｎがコンデ／すＣ１〜Ｃｎヘチャ−
ジされる。また誤差要因である漏れ電流１□〜ｉｎが第
１図に示す如く各コンデンサＣ□〜Ｃｎへ流入する。

もちろん漏れ電流１１γ１ｎの流れる向きは第１図に限
定するものでなくコンデンサＣ工〜Ｃｎから電荷が流出
する場合もある。

ｅ）の期間 第２図に示す如く、リセットスイッチＳ、にょシコンデ
ンサＣ□〜Ｃｎの電荷が放電されてから時間Ｔ１後にサ
ンプリングスイッチＳ□のみがオンと−なる。

従ってコンデンサｃ１のチャージ電圧は増幅器Ｕで増幅
され、ム・Ｄ変換器１１でデジタル信号ｅ１に変換され
てメモリ１２で記憶される。この時、増幅器の出力電圧
Ｅ□は、（１）式で示される。

増幅器υにおける増幅度を表わす。すなわち、ｅうの期
間は、信号電流工、と、期間Ｔ□にわたりコンデンサＣ
１に流入した漏れ電流１１と、増幅器υのオフセット電
圧Ｖｏｓとからなる電圧Ｅ□を測定したものであシ、そ
の後この電圧Ｅ１をデジタル信号に変換した信号ｅ工は
メモリ１２へ記憶される。

に）と（ホ）の期間 この期間は、第２チヤンネルから＃Ｉｎチャンネルに入
力した各信号電流工、〜工。を上述のｅつと同様な動作
で計測している。第ｎチャンネルについて説明すれば、
リセットスイッチＳｒによりコンデンサＣ工〜Ｃｎが放
電されてから時間Ｔｎ後にサンプリングスイッチＳｎの
みがオレとなる。従ってコンデンサＣｎのチャージ電圧
は増幅器Ｕで増幅され、ム・Ｄ変換器１１でデジタル信
号ｅｎＫ変換されてメモリ１２へ記憶される。この時、
増幅器の出力電圧Ｅｎは、（２）式で示される。

（へ）の期間 上述した（（）と同様にコンデンサＣ工〜Ｃｎに充電さ
れていえ電荷が放電されリセットされる。

（ト）の期間 信号電流Ｉ□〜工。は生じていなく、またこの（ト）の
期間は←）の期間と同じ時間Ｔ工に設定されている。

（→と（ト）の期間は同一であることが望ましいが、実
質的に同一の時間であれば本、発明の目的を達成するこ
とかできる。

（至）から０の期間 第１チヤ／ネルから第ｎチャンネルまでの漏れ電流１１
〜ｉｎ及び増幅器Ｕのオフセット電圧Ｖｏｓに基づく誤
差要素を針側しているっ第ｎチャンネルで説明すれば、
コンデンサＣｎが放電してから時間Ｔｎの期間にわまた
り、−漏れ電流ｉｎがコンデンサＣｎへ流入”したチャ
ージ電圧を計測している。この時の°増幅器Ｕの出力電
圧Ｅｎ′は（３）式で示される。

以上の説明のように、ｒｅ〜に）の期間で計測され九誤
差要素を含む信号電流工□〜Ｉｎは、デジタル信二ｅ１
〜ｅ註してメモリー２に記憶されている・一方ｎ〜（ロ
）の期間においては、（５）式に示す如く誤差要素を計
測している。この（３）大電圧Ｅｎ’はム・Ｄ変換器１
１でデジタル信号ｅ１に変換される。そこで各入力チャ
ンネルに相当する２つのデジタル信号ｅ１とｅ１１Ｉｅ
２と６２’　、　、、、　ｅｎと６．＋、は演算器１３
でそれぞれ減算される。これを第ｎチャンネルで示せば
、演算器１３の出力データとして（４）式に基づく信号
が得られる。

（４）式カ↑ら明らかなように、出方データとして、誤
差要素である漏れ電流１□〜ｉｎ及び増幅器Ｕのオフセ
ット電圧Ｖｏｓが除去され、測定対象である信号電流工
□〜工。が正確に得争れる。

なお第１図においては、信号ｅ１〜ｅｎをメモリ１２へ
記憶させ、誤差要素の信号ｅ工１〜ｅｎ′はメモリ１２
を介さず！換回路１４によって直接演算器１３へ導入す
るよう表構成としたが、誤差要素の信号ｅ、ｊ〜ｅｎＩ
　もメモリ１２へ記憶させ、そこから読み出すようにし
ても本発明が成立するのは明らかである。

また、以上の説明では多チャンネル大刀の場合を例とし
て説明したが、１チャンネル人カのみの場合でも本発明
が成立するのは明白である。

以上のように、本発明によれば、漏れ電流１□〜ｉｎ及
び増幅器のオフセット電圧Ｖｏｓの影譬が除去され、正
確に信号電流工□〜Ｉｎを計測することができ大きな効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電流計測装置の一実施例を示す要
部構成図、第２図は各スイッチのタイミングチャートで
ある。 工□〜工。・・・信号［ｆｉ、　０１〜Ｃｎ、、、コン
デンサ、１１〜ｉｎ・・・漏れ電流、８１〜Ｓｎ・・・
ｔノプリ／グスイ、チ、Ｓｒ・・・リセットスイッチ、
Ｕ・・・増幅器、１１・・・ム・Ｄ変換器、１２・・・
メモリ、１３・・・演算器、１４・・・切換回路、１５
・・・タイき／グ制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　入力の信号電流を一旦コンデンサにチャージ
   し、このチャージ電圧を後に続み出して信号電流を計測
   する装置において、 前記チャージ電圧を次段へ伝えるサンプリングスイッチ
   と、前記コンデンサの電荷を放電させるリセットスイッ
   チと、前記チャージ電圧に基−づ〈電圧をデジタル信号
   に変換するＡ−Ｄ変換器と、とのム・Ｄ変換器の出方を
   記憶するメｉりと　２つのデジタル信号を適宜演算する
   演算器とを備え、 以下に示す２つのデジタル信号ｅ１とｅ１＋の差を前記
   演算器で演算することＫよ〕信号電流を求めるようにし
   た電流計測装置。 デジタル信号ｅ１は、前記コンデンサの電荷を放電させ
   た後、このコンデンサへ信号電流ヲ加え、前記したコン
   デンサの放電後から成る時間（Ｔ１）後にこのコンデン
   サ電圧をサンプリングし、これに基づく電圧をデジタル
   信号に変換したもの。 デジタル信号θ、′は、前記コンデ／すの電荷を放電さ
   せた後、このコンデンサへ信号電流が加わることなく、
   コンデンサの放電後から上記した成る時間（Ｔ□）と実
   質的に等しい時間後にこのコンデンサ電圧をサンプリン
   グし、これに基づく電圧をデジタル信号に変換したもの
   。
2. （２）　　前記入力の信号電流として多チャンネルの信
   号電流とし、前記コンデンサとしてこの多チャンネルの
   信号電流がそれぞれチャージされる複数個のコンデンサ
   とし、前記す／プリ／グスイ、チとしてこの複数個の：
   １．／デ／すのチャージ電圧を選択して次段へ伝えるこ
   とができるような構成とし、前記多チヤンネル入力のそ
   れぞれの信号電流を求めるようにした特許請求の範囲第
   １項記載の電流計測装置。