JPS59132371A

JPS59132371A - 抵抗測定装置

Info

Publication number: JPS59132371A
Application number: JP697183A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Yoshizawa; 吉澤　正幸
Original assignee: Seiko Epson Corp; Suwa Seikosha KK
Current assignee: Seiko Epson Corp; Suwa Seikosha KK
Priority date: 1983-01-19
Filing date: 1983-01-19
Publication date: 1984-07-30
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPH0731218B2

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、積分型Ａ　／　Ｄ変換方式における抵、抗測
定回路に関するものであり、回路の大部分ヲ隼積化可能
とし、しかも精度が出ることを目的としたものである。

従来、第１図のような積分型Ａ　／　Ｄ変換方式を利用
した抵抗測定回路は、被測定抵抗に定電流源によって定
電流全流し返み、それによって発生する電圧ｉＡ／Ｄ変
換するごとによって抵抗表示する方法であった。この場
合、温歴特性がすぐれ、しかも積置が置く、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。従って、従来の抵抗測定回路には次
のような問題点がある。

（１）温度特性のすぐれた精度の高い定電流源全集積回
路内部で作り込むことはむすがしく、外部等で、別個に
組む場合には、コスト高となる。

（２）　　レンジ切換用スイッチ等を集積化する場合、
そのＯＮ抵抗及び、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
。

（３）低抵抗測定レンジの編合、被測定抵抗に大電流全
流さなければならない。

（４）大電流等を流しｆｃ場合、イノピーダンス等によ
り、電流源の精度がおち、測定精度に影響が出る。

以上のような問題点を解決すべくなされたものが本発明
である。。

第２図に示した基本的な積分型Ａ　／　Ｄ変換回路方式
は、デジタン表示されるパルス数Ｎが次のような関係に
ある。

回路への入力電圧、Ｅｅ・・・積分型Ａ　／　Ｄ変換回
路への基準電圧、Ｋ・・・各Ａ／Ｄ変換方式で決まる定
数）本発明は、上記関係式を満たす積分型ｐ、、／　Ｄ変換
方式を利用した抵抗測定回路すべてに適用さｆｌ。

つるものであり、以下図面を参照して本発明の実施例（
電圧一時間変換型（二重積分型、パルス幅変調ｍ）、電
圧−周・波数変換型（電荷平衡型））に基づき、詳１ｗ
ｉに説明する。

第６図に示したパルス幅変調型Ａ／Ｄ変換回路方式（以
下、ＰＷＭ変換回路と称す）は、電圧に比例したパルス
幅Ｔｉつ〈９、そのＴ時間の間の、クロック数の数全表
示することによって、Ａ　／　Ｄ変換を行なう。そのパ
ルス幅Ｔは入力電圧、１ｉｉｃ・・・ＰＷＭ回路への基準電圧、Ｋ
・・・外付抵抗Ｒ１，Ｒ２で決まる定数）で表わきれる
。

第４図に、このＰＷＭＡ／Ｄ変換回路を利用した抵抗測
定回路の一実施例を示す。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（，７，１３）
、（８，１４の開閉によりオフセット電圧にキャンセル
される。

第４図において、　Ｖ　（＝Ｖ　ｒｅｆＶ２　＝　（Ｒ
ｏｎ＋Ｒｒｅｆ　）　Ｘ　Ｖｒｏｆ／（Ｒｌｎ−４−Ｆ
ｔ、　ＯＮ　−１−１（ｒｅｆ　）・・・・・・（２）であυ、Ｒ１＝　Ｒ’＋　、　Ｒｏ＝ｉｑｉ’ｉとする
と、■２は反転入力され〜　Ｐ　Ｗ　Ｍの入力の実質は
、Ｖ、−Ｖ２　と等しくなる。従って−ＰＷＭの入力電
圧Ｖｉｎｌ’ｊＶｉｎ＝ＶＩ　　Ｖ２＝Ｒ１ｎＸＶｒｅ
ｆ／（Ｒｌｎ−４−ＲｏＮ−４−Ｒｒｅｆ）・・・・・
・（３）となる。

ＰＷＭＡ／Ｄ変換の基準電圧ＥＯはこの場合晃であり、
Ｅ　ｃ　＝：　Ｖ３＝　Ｒｒａｔ　ＸＶ　ｒａｆ／（Ｒ
ｉｎ　＋ＲｏＮ＋Ｒｒｅｔ　）。

・・・・・・（４）で表わされる。よって、（１）　、　（３）　、　（４
）式より（５）より、ＰＷＭＡ／Ｄ変換の基準電圧Ｅ（
１に等しいぜ・・ｆ　を外付けすれば、　Ｒ１・ば■ｉ
ｎに対応してＡ　／　Ｄ変換され、抵抗測定が可能とな
る。

ＰＷＭ’ｉ利用した本発明の利点は、基準電圧■ｒｅｆ
　　の温度ドリフト、及び値の変化に影響されない。−
ｉｉ、ｖｒθｆ　はプラス、マイナスどちらでもよく、
オペアンプの夕”イナンツクレンジを起えない範囲にお
いては、任意の値がとれる。更には、ＲＯＮの値も任嫡
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
、レンジ切や換えを、集積回路内部においても可能とし
ている。第６図では、スイッチ９，１０，１１．１２の
開閉て可能。まｙ、、Ｒｒｅｆ　、　Ｒｌｆｌ　　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）ｋＲｏＮとして（集積回路内部であるいは
外付で）付加すれば、■ｒｅｆ　　からＧ）（Ｄへ流れ
る電流の規制も可能である。

次に、二重積分型Ａ／Ｄ変換方式を第５図に示す。ある
一定時間Ｔ　ｒａｆの間ｖｉｎが積分され、次に−Ｅｃ
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、第６図に、二重積分方式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２゜４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Ｔ　ｒａｆ　の積分期間に■ｉｎと
して、Ｖ　ｉｎ　＝：　Ｒｘｎ　Ｘ　Ｖ　ｒｏｔ　／　
（Ｒｉｎ＋　ＲＯＮ　＋、ｌ’（ｒｅｆ　）が積分され
、逆積分期間の基準電圧−ＥＯとして、スイッチ９，２
がＯＮして、−Ｋ　ｃ　＝　−Ｒｒｅｆ　ＸＶ　ｒｅｆ
　（Ｒｌｎ　十ＲＯＮ　＋Ｒｒｅｆ　）で逆積分ね、る
。精度は、Ｐ　Ｗ　Ｍ　Ａ　／　Ｄ変換型と同じく、Ｒ
ｒｅｆの絶対精度、（Ｒｏ　、　Ｒ’Ｏ）ｌ　（Ｒ１、
Ｒ’ｔ）の相対精度のみで決−ｔ　リ、利点等について
も、ＰＷＭ変換型と同じである。

最後に、電荷平衡型Ａ／Ｄ変換方式の実施例を示す。変
換方式を第７図に示す。オートゼロ用スイッチ１，２で
オペアンプのオフセット電圧をキャンセルする。■ｉｎ
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Ｖ　１ｎ／Ｒ１と−ＢＱ／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’Ｏ’Ｆ
Ｆ　　スイッチＳ４全ＯＮして％Ｖｉｎ／Ｒ１の電流づ
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８３ＯＮ、Ｓ４をＯＦＦしてコンデンサに
電荷を充電するというぐ９返し全行なう。従って関係式
は、スイッチｓ３．ｓ４のＯＭ　、ＯＦＦする一定時間
の回数全Ｎとする。

（Ｋ：Ｒ１，Ｒ２で決まる定数）で表わされる。

第８図に、電荷平衝方式を使用した本発明の一実施例を
示す。■ｉｎのかわシに、Ｒｌｎの両端の電位差を入力
し、−Ｅ　ｃとして５．Ｒｒｅｆ　（１）電位差を反転
して入力することによって、Ｎ＝Ｋ・□がＲｒｅｆ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。

【図面の簡単な説明】

第１図は、積分型Ａ　／　Ｄ変換の抵抗測定回路の概略
図。２．３．４・・・・・・定電流源　Ｊ（ｉｎ・・・・・
・被測定抵抗５．６．７・・・・・・レンジ切換用スイ
ッチ。第２図は基本的女Ａ／Ｄ変換回路。Ｒ１，Ｒ２・・・・・・積分用抵抗Ｃ・・・・・・積分用コンデンサ　１・・・・・・スイ
ッチ回路２・・・・・・積分用オペアンプ　３・・・・
・・コンパレータ４・・・・・・カウンタ　　　　　５
・・・・・・表示回路第３図はＰＷＭＡ／’Ｄ変換回路
の概略図。５．６・・・スイッチ　　７１２・・・オペアンプ８・
・・・・・コンパレータ　１１，１３・・・インバータ
１０・・・・・・カウンタ　　　９・・・・・・表示回
路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・・・・抵　抗Ｃ１・・・・・・積分用コンデンサＣ２・・・・・・ＤＣ分カット用コンデンサｖＪ４図は
、ＰＷＭ変換方式を用いた本発明の一実施例である。、７，８，９，１０，１１，１２゜１６．１４，２４，２５・・・・・・スイッチ２０・・
・・・・コンパレータ　２１・・・・・・カウンタ２２
・・・・・・表示回路Ｒｉｎ、　ＲＯＭ、　Ｂ、　ｒｅｆｌ　、　Ｒｒｅｆ２
．Ｒｏ　。旦６．　Ｒｔ　、　ＲＥ　、　Ｒ２＋　Ｒ３・・・・・
・・・・・・・抵　抗Ｃ１・・・・・・積分用コンデン
サｃｌ・・・・・・ＤＣ分カット用コンデンサ２６．２８
・・・インバータ１５．１６，１７．１Ｂ、１９．２３・・・オペアンプ
第５図は、二重積分型Ａ／Ｄ変換回路の概略図。１．２００．ツイツチ　　　３４・・・オペアンプ５・
・・・・・コンパレータ　　６・・・・・・カウンタ７
・・・・・・表示回路　　　　Ｒ１・・・抵　抗Ｃ・・
・・・・積分用コンデンサ第６図は、二重積分方式を用いた本発明の一実施例であ
る。１．２，５，４，５，６，７，８．９・・・スイッチＲ
ｉｎ、ＲＯＮ、Ｒｒｅｆｌ、Ｒｒｅｆ２　、Ｒ１、Ｒ（
、Ｒｇ、１４　・＝抵　抗１４．１５，１６．１８・・
・オペアンプ２０・・・・・・コンパレータ　２１・・
・・・カウンタ２２・・・・・・表示回路Ｃ・・・・・・積分用コンデンサ第７図は、電荷平衡型Ａ　／　ｖ変換回路の概略図。１．２，５．４・・・スイッチ　５，６．７・・・オペ
アンプ８・・・・・・コンパレータ　　９・・・・・・
カウンタ１０・・・・・・表示回路　　　Ｒｔ、Ｒ２・
・・抵　抗Ｃ・・・・・・積分用コンデンサ第８図は、電荷平衡型Ａ／Ｄ変換方式葡用いた本発明の
一実施例。１．２，３，４，５，６，７，８，９，１０・・・スイ
ッチＲｉｎ　、　ｉ（ＯＮ、　Ｒｒｅｆｌ、ｌ’ｊ　ｒ
ｅｆ２　、Ｒ１、Ｒ（、Ｒｇ　Ｔｆ３１ｖ、Ｒ２，Ｒ３
，４−・・抵抗１７．１８，１９，２０，２１，２２・
・・オペアンプ２４・・・・・・コンパレータ　２５・
・・・・・カウンタ２６・・・・・・表示回路　　　２
７・・・・・・インバータ以　　　上代理人　　最　上　　　務第１図７．３第３に１第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】集積回路内部あるいは、外部でつくられた基準電圧の出
力から、グランドに向かつて被測定抵抗。レンジ切換用スイッチ群、基準抵抗の順番で接続された
回路において、該被測定抵抗の電位差を積分型アナログ
、デジタル変換回路（以下、積分型Ａ　／　Ｄ変換回路
と称す）の電圧入力とし、更に該基準抵抗、及び該レン
ジ切換用スイッチ群の接続端子電圧を積分型Ａ　／　Ｄ
変換回路の基準電圧とすることを特徴とする抵抗測定回
路。