JPS60192270A - 多点抵抗測定装置 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は複数個の三線式抵抗器、たとえば三線式測温抵
抗体の抵抗値を一台の測定装置で切り換えて測定する多
点抵抗測定装置、特に、切り換え動作を高速に行うこと
ができかつ装置を小形に形成できる回路構成に関する。

〔従来技術とその問題点〕

温度を電気抵抗に変換する測温抵抗体や一般の抵抗器の
電気抵′抗を測定するに際しては、これら抵抗器と測定
装置とを接続する導線の電気抵抗によって測定誤差が生
じないようにするたべ従来三線式測定方式や四線式測定
方式が採用されている。三線式測定方式は抵抗器の一端
と測定装置とを一本の導線で接続し抵抗器の他端と測定
装置とを二本の導線で接続する方式で、この方式は、測
定装置上抵抗器の各端とを共に二本の導線で接続する四
線式に比べて測定精度が低いという欠点はあるが必要導
線数が少ないため経済的に有利であるという理由で産業
上多用されている。

第１図はこのような三線式測定方式を用いて複数個の抵
抗器の抵抗値を一台の測定装置で測定する従来の測定装
置の構成図で、この測定装置には以下に説明するような
問題がある。すなわち第１図において１は従来の多点抵
抗測定装置、ＴＩ　ａ　＋Ｔｌ　ｂ　＋ＴＩ　Ｃ＋　Ｔ
２ａ　、Ｔ２ｂ　ｒ　Ｔ２ｏ＋　′ｖｎａ　）　Ｔｎｂ
　ｌ　Ｔ’ｎｃはそれぞれ測定装置１に設けられた接続
端子で、ＴＩ　ａ　ｒ　ＴＩ　ｂ　＋　ＴＩ　Ｇで一組
の端子が形成され％　ａ　＋　Ｔ２　ｂ　ｒ　％　Ｃで
他の一組の端子が形成され′Ｊ″ｎａ　＋　Ｔｎｂ　＋
、　’Ｉ’ｎｃで更に他の一組の端子が形成されている
。ここにｎは２以上の正整数で、したがって測定装置１
にはｎ組の接続端子が設けられていることになる。ＳＩ
ａ、ＳＩａ、Ｓｎａはそれ、それ一端が端子Ｔｌ　ａ　
＊　Ｔｔ　ａ　ｒ　Ｔｌ１ａに接続され、それぞれ他端
が共通して差動増幅器２の非反転入力端子２ａと定電流
■３を発生ずる第１電流源３の電流流入端子とに接続さ
れた各開閉器、ＳＩｂ、Ｓ２ｂ、Ｓｎｂはそれぞれ一端
が端子Ｔ＋　ｂ　ｌ　Ｔ２　ｂ　＋　Ｔｎｂに接続され
、それぞれ他端が共通して差動増幅器２の反転入力端子
２ｂと定電流Ｉｂを発生する第２電流源４の電流流入端
子とに接続された各開閉器で、第１＠流源３および第２
電流源４の各電流流出端子と端子ＴＩＣ＋Ｔ２Ｃ＋Ｔｎ
Ｃ（！：はすべて共通電位部５に接続されている。■ｏ
は差動増幅器２の出力電圧である。

６は開閉器ｓ、ａｊ　ｓ、ｂｌ　５２ａＴ　ＳＷｂ　ｒ
　Ｓｎａ　＋　Ｓｎｂを駆動する開閉器駆動装置で、こ
の制御回路６はたとえばＳ、ａと’％ｂとからなるよう
な一組の開閉器の二個の要素開閉器を共に同時に開状態
または閉状態にすると共に、−組の開閉器を閉状態にし
ている時は他のすべての組の開閉器は開状態にする機能
を有している。多点抵抗測定装置１は上述の各部材から
構成されている。

７は一端が一本の導線Ｌｌａを介して端子Ｔ＋ａに接続
され他端が二本の導線Ｌ＋ｂおよびＬＩＣを介して並列
に端子Ｔ＋ｂおよびＴＩＣに接続された三線式抵抗器で
、８は抵抗器７と同様、にして導線Ｌ２ａ。

Ｌｔｂ＋Ｌｔｃによって端子”ｌ　ａ　ｐ　Ｔ１　ｂ　
＋　Ｔｔ　Ｃに接続された三線式抵抗器、９は抵抗器７
と同様にして導線Ｌｎａ　ｐ　Ｌｎｂ　ｊ　：ｔ、ｎｃ
によって端子Ｔｎａ　＋　Ｔｎｂ　ｒ　Ｔｎｃに接続さ
れた三線式抵抗器である。

抵抗測定装置１は上述のように構成されているので第１
図に示したように抵抗器７，８．９を接続し、駆動装置
６によってたとえば開閉器ＳｎａとＳｕｂとを閉状態に
すると導線ＬｎＣには大きさ■ａ十Ｉｂの電流が流れる
ので（１）式が成立する。

ここに■、は増幅器２の非反転入力端子２ａの共通電位
部５に対する電位、Ｖ２は増幅器２の反転入力端子２ｂ
の共通電位部５に対する電位、几ｎａハｎｂ＋几ｎｃは
それぞれ導線Ｌｎａ　＋　”　ｎｂ　ｌ　Ｌ　ｎｃの電
気抵抗、Ｘｎは抵抗器９の電気抵抗、Ｙｎａ、Ｙｎｂは
それぞれ開閉器Ｓｎａ　＋　Ｓ　ｎｂの閉状態における
電気抵抗である。

差動増幅器２の出力電圧■ｏはＶ、−Ｖ、に応じた電圧
で、このＶｉ　−ｖ、の電圧は（１）式から（２）式の
ように表される。

Ｖ、−Ｖ、＝−（Ｉ、　・（Ｘ、、十几ｎａ＋Ｙｎａ）
−Ｉｂ・（ＲｎｂｌＹｎｂ　）　ｌ・・・・・・・・・
・・・・・・（２）測定装置１ではＩａおよびよりはい
ずれも大きさ工の一定電流値に設定され、才た抵抗器９
はＲ’ｎａ””Ｒｎｂであるように注意して接続されて
いるので、（２）式は（３）式のように書き直される。

Ｖ、−■２−　ｌ１Ｘｎ＋（Ｙｎａ　Ｙｎｂ）ｌ　＋・
＋＋＋・＋’＋’・−’（ａ）すなわち増幅器２の出力
電圧■。は（３）式の電圧に応じた電圧となり、測定装
置１においてはＹｎａＪＦＹｎｂであるように形成され
ているので、出方電圧■ｏによって導線１ｊｎａおよび
Ｌｎｂの各電気抵抗の影響を受けることなく抵抗器９の
′串、気抵抗Ｘｎを測定することができることになる。

測定装置１においては、抵抗器９の場合と同様にして、
駆動装置６によってＳｌａとＳＩｂとの開閉器の組、あ
るいは５ｌａｃ！＝Ｓｔｂとの開閉器の組を閉状態にす
ると抵抗器７あるいは８の電気抵抗を測定することがで
きる。

測定装置１においては、上述したような、複数個の開閉
器とこれらを駆動する駆動装置とからなる多点切換開閉
器を用いて複数個の抵抗器の抵抗値を一台の増幅器によ
って測定するようにしているが、開閉器の閉状態におけ
る抵抗値にばらつきがあってＹｎａ←Ｙｎｂであると（
３）式から明らかなように測定誤差を生じる。したがっ
て従来この測定誤差を少なくするために、電気抵抗ｙｎ
ａあるいはＹｎｂの極めて小さい、たとえば数ｍΩ以下
程度の特殊仕様の有接点リレーやリードスイッチ等の開
閉器が使用されているが（リレ一式多点切換器について
はたとえば特公昭５４−４１９−０８号参照）、このよ
うな有接点リレーやリードスイッチには動作速度が遅く
かつ測定装置を小形に形成できないという問題があり、
前記開閉器を半導体スイッチで構成すると動作速度の早
い開閉器が得られかつ測定装置を小形にすることはでき
るが、その導通状態における電気抵抗が数Ωから数百Ω
程度もあって、この電気抵抗に応じて電気抵抗のばらつ
きも太き（なるため実用上半導体スイッチを採用するこ
とができないという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上述したような、複数個の抵抗器の電気抵抗
を三線式測定方式で切り換えて測定する従来の多点抵抗
測定装置における問題を解決して、切り換え動作を高速
に行うこきができかつ測定装置を小形に形成することの
できる多点抵抗測定装置を提供することを目的とするも
のである。

〔発明の要点〕

本発明は上述の目的を達成するために、抵抗値を測定す
る対象である所のｎ個の三線式抵抗器を接続する、Ｔ’
ｎａ端子とＴａｂ端子とＴｎｃ端子との三個で一組をな
すｎ組の接続端子と；一端がＴｎａ端子に接続されたｎ
個のダイオードＩ）ｎａと；一端が’Ｉ’ｎａ端子に接
続されたｎ個の開閉器ｓｎａと；一端がＴａｂ端子に接
続されたｎ個のダイオードＤｎｂと；一端がＴｎｂ端子
に接続されたｎ個の開閉器Ｓｎｂと；一端がＴｎｃ端子
に接続され他端が共通電位部に接続されたｎ個の開閉器
８ｎＣと；開閉器８ｎａの各他端を共通に接続した点と
開閉器Ｓｎｂの各他端を共通に接続した点との両接続点
間の電圧を検出する検出回路とニ一端が共通電位部に接
続され他端がダイオードＩ）ｎａの各他端に共通に接続
された第１電流源と；一端が共通電位部に接続され他端
がダイオードＤ。ｂの各他端に共通に接続された第２電
流源と；開閉器Ｓｎａ　＊　８ｎｂ　ｌ　ｓｎｃで一組
をなすｎ組の開閉器を駆動する開閉器駆動装置と；で多
点抵抗測定装置を構成し、端子Ｔｎａ　ｒ　Ｔｎｂ　＋
　’ｌ’ｎｃで一組をなすｎ組の接続端子の各組に三線
式抵抗器を接続し、開閉器駆動装置によって一組をなす
三個の開閉器Ｓｎａ、Ｓｎｂ、Ｓｎｃを同時に閉状態に
しこの開閉器の脂身外の（ｎ−１’）組の開閉器はすべ
て閉状態にして、端子Ｔｎａ　＊　Ｔｎｂ　ｊ　’ｒｎ
、に接続した抵抗器の抵抗値を検出回路の出力電圧によ
って測定するようにしたもので、このような構成によれ
ば、検出回路は電圧を検出する機能を有するものである
からこの検出回路に電圧を導く開閉器Ｓｎａ＋Ｓｎｂに
は殆ど電流が流れることがなく、この結果これら開閉器
の閉状態における電気抵抗が測定結果に影響を及ぼすこ
とはなくなるので、開閉器”ｎａ　＊Ｓｎｂ　ｒ　Ｓｎ
ｃを半導体スイッチで構成するようにして切り換え速度
が速くかつ小形な多点抵抗測定装置が得られるようにし
たものである。

〔発明の実施例〕

次は本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本発明による多点抵抗測定装置の一実施例の構
成図で、図においては測定対象である抵抗器７，８．９
が接続されている。第２図の第１図と異なる主な点は、
端子１１．　ＣＴ　ｌｌｔ、、　ｒ　’１　ｎＣのそれ
ぞれ七共通電位部５とが開閉器Ｓ、ｃ＋　８２ＣＴ　Ｓ
ｎＣを介して接続されていることと、ダイオードＤ＋　
ａ　−Ｄ＋　ｂ。

Ｄｔａ　ｒ　Ｄｔｂ　＋　Ｄｎａ　＋　Ｄｎｂが設けら
れていることで、この場合、ダイオードＤ、ａ、Ｄ２ａ
、Ｄｎａの各アノードはそれぞれ端子ＩＩ、　ａ　＋　
Ｔｔ　ａ　＋　’１　ｎａに接続されこれらのダイオー
ドる各カソードは一括して第１篤流源３の電流流入端子
に接続され、またダイオードＤＩｂ、Ｄ！ｂ、Ｄｎｂの
各アノードはそれぞれ端子”’＋ｂ＋Ｔｔ　ｂ　、Ｔｎ
ｂに接続されこれらのダイオードの各カソードは一括し
て第２電流源４の電流流入端子に接続されている。１０
は第１図の開閉器駆動装置６と同様に開閉器Ｓ＋ａｐＪ
ｂ＋ＳＩｃｔＳ２ａｐＳ２ｂｐＳｚｃｐＳｎａ、Ｓｎｂ
、Ｓｎｏを駆動する開閉器駆動装置で、この駆動装置１
０は、たとえば８２ａと８２ｂとＳ、ｏとからなるよう
な一組の開閉器の３個の要素開閉器を同時に開状態才た
は閉状態にすると共に、−組の開閉器を閉状態にしてい
る時は他のすべての組の開閉器は開状態にするように動
作する。１１は抵抗器７，８．！および導線Ｌ１２１　
ＩＪ＋ｂ　ｌ　Ｉ’ｌｃ　＋　Ｌｔａ　ＩＩ’ｔｂ　、
Ｌｘ。！　Ｌｎａ　ｐ　Ｌｎｂ　ｌ　ＩＪｎｃを除く図
示の各部からなる多点抵抗測定装置である。図では開閉
器Ｓｌａ＋Ｓ！ａ、Ｓｎａ　は一括して非反転入力端子
２ａに接続され、開閉器Ｓ＋ｂ　＋　Ｓｔｂ　＋　Ｓｎ
ｂは一括して反転入力端子２ｂに接続されているが、開
閉器ＳＩ　ａ　’ｒ　Ｓｔａ　＋Ｓｎａは一括して端子
２ｂに接続され、開閉器Ｓｌｂ。

８ｚｂ　、Ｓｎｂは一括して端子２ａに接続されても差
し支えない。

抵抗装測定装置１１は上述のように構成されているので
、今たとえは駆動装置１０によって開閉器ＳｎａとＳｎ
ｂとＳｎＣとを閉状態にすると、（１）式の場合と同様
にして（４）式が成立する。

Ｖ＋　＋（Ｉａ＋Ｉｂ　）　・（Ｙｎｃ＋Ｒｎｃ　）＋
ＩａここにＹｎＣは開閉器Ｓｎｏの閉状態における電気
抵抗、ＵＩおよびＵ、はそれぞれ閉状態の開閉器Ｓｎａ
およびＳｎｂにおける電圧降下である。

したがって差動増幅器２の出力電圧■。は（４）式によ
って（５）式で表される差電圧Ｖ、−Ｖ、に応じた電圧
となる。

Ｖ＋　Ｖｔ＝　（（Ｉａ・（Ｘｎ＋坪ｎａ）Ｉｂ−Ｒｎ
ｂ）＋（ＵＩ　Ｕｔ）：）−・・（５）ところが測定装
置１１においても■ａ＝Ｉｂ＝１の一定電流であるよう
に設定され、またＲｎａ＝Ｒｎｂであるように設定され
ており、そのうえこの測定装置１１は前述のように構成
されているため開閉器８ｎａおよびＳｎｂを流れる電流
は殆どないのでＵ、キＯ１Ｕ、中０である。したがって
（５）式は（６）式のように書き直される。

Ｖ、−Ｖ、＝−Ｉ　−Ｘ、　・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（６）すなわち増幅器２
の出力電圧■。は（６）式の電圧に応じた電圧となるの
で、測定装置１１においては、導線Ｌｎａ　＊　ＩＪｎ
ｂ　ｌ　ＩＪｎｃおよび閉状態の開閉器５ｎａｒＳｎｂ
　＋　Ｓｎｃの各電気抵抗の影響を受けることなく抵抗
器９の電気抵抗を測定することができる。抵抗器７，８
の各電気抵抗も上述と同様にして測定するこきができる
ことは特に説明するまでもなく明らかである。測定装置
１１においては上述したように開閉器ｓｎａ　ｌ　８ｎ
ｂ　ｌ　ｓｎｏの各閉状態における電気抵抗の影響を受
けることなく測定を行うことが出来るので、これらの開
閉器としては前述したような有接点リレーやリードスイ
ッチのほかに切り換え速度が早くかつ小形達導体スイッ
チを使用することができ、この場合半導体スイッチの閉
状態電気抵抗は問題にならない。故に測定装置１１は半
導体スイッチを採用することによって切り換Ｉｂが合流
して流れこむように第１および第２・電流源３，４を接
続したが、これらの電流源は共通・亀位部５から電流１
ａ、　Ｉｂが分流して流れ出すように接続してもよく、
この場合ダイオードＤ、ａ、ＤＩｂ。

Ｄ２ａ　＋　Ｄｔｂ　ｌ　Ｉ’ｎａ　ｌ　Ｄｎｂはいず
れも第２図とは逆向きに接続される。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明においては、ｎを２以上の正整
数とし、Ｔｎａ端子とＴｎｂ端子とＴｎｃ端子との三個
で一組をなすｎ組の接続端子とニ一端が’Ｉ’ｎａ端子
に接続されたｎ個のダイオードＩ）ｎａと；一端が’ｌ
’ｎａ端子に接続されたｎ個の開閉器Ｓｎａと；一端が
Ｔｎｂ端子に接続されたｎ個のダイオードＤＤｎｂと；
一端がＴｎｂ端子に接続されたｎ個の開閉器８ｎｂと；
一端がＴ’ｎｃ端子に接続され色他端が共通電位部に接
続されたｎ個の開閉器ＳｎＣと；開閉器Ｓｎａの各他端
を共通に接続した点と開閉器Ｓｎｂの各他端を共通に接
続した点との両接続点間の電圧を検出する検出回路と；
一端が共通電位部に接続され他端がダイオードＤｎａの
各他端に共通に接続された第１電流源と；一端が共通電
位部に接続され他端がダイオードＤｎｂの各他端に共通
に接続された第２電流源と；開閉器Ｓｎａ’＋　Ｓｎｂ
　、　ｓｎｃで−組をなすｎ組の開閉器を駆動する開閉
器駆動装置と；で多点抵抗測定装置を構成し、端子Ｔｎ
ａ　＋Ｔｎｂ＋’Ｉ’ｎｃで一組をなすｎ組の接続端子
の６糾に三線式抵抗器を接続し、開閉器駆動装置によっ
て一組をなす三個の開閉器Ｓ。ａ、Ｓｎｂ、Ｓｎｃを同
時に閉状態にしこの開閉器の線以外の（ｎ−１）組の開
閉器はすべて開状態にして、端子’１　ｎａ　＋　’１
　ｎｂ　ｌ　’ｌ　ｎＣに接続した抵抗器の抵抗値を検
出回路の出力電圧によって測定するようにしたので、こ
のような構成によれば、検出回路は電圧を検出する機能
を有するものであるからこの検出回路に電圧を導く開閉
器Ｓｎａ　Ｆ　Ｓｎｂには殆ど電流が流れることがなく
、この結果これら開閉器の閉状態における電気抵抗は測
定結果に影響を及ぼすことがなくなるので、開閉器Ｓｎ
ａ、Ｓｎｂ、Ｓｎｃを半導体スイッチで構成するように
して、切り換え速度が速くかつ小形な多点抵抗測定装置
を製作することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多点抵抗測定装置の構成図、第２図は本
発明による多点抵抗測定装置の一実施例の構成図である
。 １．１１・・多点抵抗測定装置、２・・検出回路として
の電圧増幅器、２ａ・・・第１入力端子としての非反転
入力端子、２ｂ・・・第２入力端子としての反転入力端
子、３・・第１電流源、４・・・第２電流源、５・・共
通電位部、６．１０・開閉器駆動装置、７゜８．９・・
・抵抗器。 Ｌ　−一　Ｊ 第１図 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｎを２以上の正整数とし、端子Ｔｎａと端子Ｔｎｂと端
   子Ｔｎｃとで一組をなすｎ組の接続端子と；各一端が前
   記端子’Ｉ’ｎａに接続された各ｎ個のダイオードＩ）
   ｎａおよび開閉器Ｓｎａと；各一端が前記端子Ｔｎｂに
   接続された各ｎ個のダイオードＤｎｂおよび開閉器Ｓｎ
   ｂと；一端が前記端子Ｔｎｃに接続され他端が共通電位
   部に接続されたｎ個の開閉器ＳｎＣと；前記開閉器Ｓｎ
   ａの各他端が共通に接続された第１入力端子と、前記開
   閉器Ｓｎｂの各他端が共通に接続された第２入力端子と
   を備え、前記第１入力端子と前記第２入力端子との間の
   電圧を検出して検出結果に応じた信号を出力する検出回
   路と；一端が前記共通電位部に接続され他端に前記ダイ
   オード］）ｎａの各他端が共通に接続された第１電流源
   と；一端が前記共通電位部に接続され他端に前記ダイオ
   ードＤｎｂの各他端が共通に接続された第２を流源と；
   前記開閉器Ｓｎａ、Ｓｎｂ、Ｓｎｃを駆動する開閉器駆
   動装置と；からなり、一端が一本の導線を介して前記端
   子Ｔｎａに接続され他端が二本の導線を介して並列に前
   記端子ＴｎｂおよびＴｎｏに接続された三線式抵抗器の
   抵抗値を、前記開閉器駆動装置による前記開閉器Ｓｎａ
   、Ｓｎｂ、ＳｎＣの駆動と前記検出回路の出力信号とに
   よって測定することを特徴とする多点抵抗測定装置。