JPS60195404A - ひずみ測定装置 - Google Patents
ひずみ測定装置Info
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- JPS60195404A JPS60195404A JP4932984A JP4932984A JPS60195404A JP S60195404 A JPS60195404 A JP S60195404A JP 4932984 A JP4932984 A JP 4932984A JP 4932984 A JP4932984 A JP 4932984A JP S60195404 A JPS60195404 A JP S60195404A
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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。
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、ひずみゲージを含む抵抗体によって構成され
たブリッジ回路と、該ブリッジ回路を励振する交流電源
と、該ブリッジ回路の出力を位相検波する位相検波器と
を備えたひずみ測定装置に関する。
たブリッジ回路と、該ブリッジ回路を励振する交流電源
と、該ブリッジ回路の出力を位相検波する位相検波器と
を備えたひずみ測定装置に関する。
従来この種の装置は、ブリッジ電源に直流電源を用いる
方式に比べて増幅器が安価で且つ性能の安定性が高いな
どの点で広く用いられている。
方式に比べて増幅器が安価で且つ性能の安定性が高いな
どの点で広く用いられている。
しかし、ブリッジ回路に族遊容量が存在し、これに不平
衡が生じた場合、無ひずみの時でもブリッジ回路に出力
電圧が現われ、本来抵抗の変化のみを検出すべきひずみ
測定において、これが誤差を生ずる不都合があった。
衡が生じた場合、無ひずみの時でもブリッジ回路に出力
電圧が現われ、本来抵抗の変化のみを検出すべきひずみ
測定において、これが誤差を生ずる不都合があった。
そこでブリッジ回路に容量平衡回路を設け、測定前に容
ｔ（静電容ｔ）が平衡するように調整して容量の不平衡
によるブリッジ回路の出力を零とすることが行われるが
、画定中に容量の不平衡が変化した場合、それによって
出力が変化し誤差が発生することになる。
ｔ（静電容ｔ）が平衡するように調整して容量の不平衡
によるブリッジ回路の出力を零とすることが行われるが
、画定中に容量の不平衡が変化した場合、それによって
出力が変化し誤差が発生することになる。
本発明はかかる不都合の無いひずみ測定装置を提供する
ことをその目的とするものである。
ことをその目的とするものである。
ブリッジ回路の抵抗が平衡し漂遊容量に不平衡があり、
第１図示のブリッジ回路において例えは端子Ｂ、Ｏ間に
のみ漂遊容量が存在する場合、第２図示のようにブリッ
ジ回路の交流電源電圧Ｖ８と出力電圧ＶＯＩとの間には
９０度より僅かに小さい位相差が生じる。また端子Ａ、
Ｂ間にのみ漂遊容量が存在する場合、交流電源電圧ＶＢ
と出力電圧ＶＯＲとの間には９０度より僅かに大きい位
相差が生じる。そのためこの出力電圧を父ｆｌｆｔ、電
源電圧Ｖおと同位相の電圧にて位相検波を行なうと、９
０贋からの位相ずれに応じた電圧−■□、＋ｖ１が出力
として現われる。
第１図示のブリッジ回路において例えは端子Ｂ、Ｏ間に
のみ漂遊容量が存在する場合、第２図示のようにブリッ
ジ回路の交流電源電圧Ｖ８と出力電圧ＶＯＩとの間には
９０度より僅かに小さい位相差が生じる。また端子Ａ、
Ｂ間にのみ漂遊容量が存在する場合、交流電源電圧ＶＢ
と出力電圧ＶＯＲとの間には９０度より僅かに大きい位
相差が生じる。そのためこの出力電圧を父ｆｌｆｔ、電
源電圧Ｖおと同位相の電圧にて位相検波を行なうと、９
０贋からの位相ずれに応じた電圧−■□、＋ｖ１が出力
として現われる。
仮に第２図に示すように、出力電圧ＶＯＩＩＶＯ２をこ
れと９０度の位相差をもつ位相検波信号（Ｖｉ３）で位
相検波すれば、検波後の出力は零となる。
れと９０度の位相差をもつ位相検波信号（Ｖｉ３）で位
相検波すれば、検波後の出力は零となる。
本発明は以上の関係に着目したもので、ひずみゲージを
含む抵抗体によって構成されたブリッジ回路に存在する
漂遊容量の不平衡に基づく該ブリッジ回路の無ひずみ時
の出力信号とほぼ９゜度の位相差を有する位相検波信号
の作成手段を設け、この位相検波信号によりブリッジ回
路の出力を位相検波器で検波するようにして前記ブリッ
ジ回路の漂遊容量の不平衡による出力を零にすることを
特徴とする。
含む抵抗体によって構成されたブリッジ回路に存在する
漂遊容量の不平衡に基づく該ブリッジ回路の無ひずみ時
の出力信号とほぼ９゜度の位相差を有する位相検波信号
の作成手段を設け、この位相検波信号によりブリッジ回
路の出力を位相検波器で検波するようにして前記ブリッ
ジ回路の漂遊容量の不平衡による出力を零にすることを
特徴とする。
以下本発明の実施例を図面につき説明する。
第１図は本発明の一実施例のブロック図を示す。
同図において％（１）はひずみゲージを含む抵抗体によ
って構成されたブリッジ回路で、該回路（１）の対角点
には交流電源（２）を接続し、他の対角点には、交流増
幅器（３）を各接続した。
って構成されたブリッジ回路で、該回路（１）の対角点
には交流電源（２）を接続し、他の対角点には、交流増
幅器（３）を各接続した。
該ブリッジ回路（１）の各辺の抵抗や漂遊谷ｔは、種々
の１１！を採り得るが、ブリッジの不平衡という観点か
ら、図示のように抵抗Ｒ′のみが変化し、容量が端子Ａ
、Ｂ間又は端子Ｂ、Ｏ間に付加されているものとしてブ
ロック図ｗＩを表現した。
の１１！を採り得るが、ブリッジの不平衡という観点か
ら、図示のように抵抗Ｒ′のみが変化し、容量が端子Ａ
、Ｂ間又は端子Ｂ、Ｏ間に付加されているものとしてブ
ロック図ｗＩを表現した。
前記交流増幅器（３）の出力は位相検波器（４）、平滑
回路（５）及び出力増幅器（６）を介して出力端子（７
）に接続した。（８）は位相検波器（４）に供給する位
相検波信号の作成手段としての位相管理部で、該位相管
理部（８）でブリッジ回路（１）における漂遊容量の不
平衡に基づく該ブリッジ回路（１）の無ひずみ時の出力
信号とは”Ｎ９０度の位相差を有する位相検波信号を作
成するようにした。
回路（５）及び出力増幅器（６）を介して出力端子（７
）に接続した。（８）は位相検波器（４）に供給する位
相検波信号の作成手段としての位相管理部で、該位相管
理部（８）でブリッジ回路（１）における漂遊容量の不
平衡に基づく該ブリッジ回路（１）の無ひずみ時の出力
信号とは”Ｎ９０度の位相差を有する位相検波信号を作
成するようにした。
該位相管理部（８）は、交流電源（２）の電圧を９０度
遅延する移相器（９）の出力を位相検波信号とする位相
検波器すなわち、ブリツ・ジ回路（１）の出力信号の極
性判別器間と、該判別器（４）により判別された極性に
応じて交流増幅器（３）の出力信号をそのま＼又は極性
反転すると共にレベル調整をする極性反転及びレベル調
整回路ｑカと、該調整回路０１）及び交流［ｍ （２）
に接続され、その出力信号及び電源電圧をベクトル加算
する位相加算器（２）とから成る。
遅延する移相器（９）の出力を位相検波信号とする位相
検波器すなわち、ブリツ・ジ回路（１）の出力信号の極
性判別器間と、該判別器（４）により判別された極性に
応じて交流増幅器（３）の出力信号をそのま＼又は極性
反転すると共にレベル調整をする極性反転及びレベル調
整回路ｑカと、該調整回路０１）及び交流［ｍ （２）
に接続され、その出力信号及び電源電圧をベクトル加算
する位相加算器（２）とから成る。
位相検波器からなる極性判別器（７）はブリッジ回路（
１）の出力電圧を、移相器（９）で電源電圧■８の位相
を９０度遅らせた位相検波信号により位相検波して正あ
るいは負の極性の電圧とし、漂遊容量がブリッジ回路（
１）の端子ＡＢ間、ＢＯ間のいずれに存在するかを判別
するものである。
１）の出力電圧を、移相器（９）で電源電圧■８の位相
を９０度遅らせた位相検波信号により位相検波して正あ
るいは負の極性の電圧とし、漂遊容量がブリッジ回路（
１）の端子ＡＢ間、ＢＯ間のいずれに存在するかを判別
するものである。
前記極性反転及びレベル調整回路αυは極性反転回路及
び減衰器から成る。極性反転回路は漂遊容量が端子８０
間に存在してブリッジ回路（１）の出力電圧のベクトル
が第２図示の第１または第２象限にあるとき、極性判別
器間の正の信号により作動して該出力電圧を極性反転し
て出力し、漂遊容量が端子ＡＢ間に存在してブリッジ回
路（１）の出力電圧のベクトルが第２図示の第３又は第
４象限にある時は極性判別器間の負の信号により不作動
で該出力電圧をそのま＼出力し、減衰器は該出力をＤ［
定し４ルまで減衰させるように作動する。この減衰器の
減衰比は次の位相加算器＠で電源電圧と加算した後の位
相検波信号が、抵抗が平衡し容量が比較的大きく不平衡
となっている時の出力信号に対してほぼ９０度の位相差
になるような大きさにした。
び減衰器から成る。極性反転回路は漂遊容量が端子８０
間に存在してブリッジ回路（１）の出力電圧のベクトル
が第２図示の第１または第２象限にあるとき、極性判別
器間の正の信号により作動して該出力電圧を極性反転し
て出力し、漂遊容量が端子ＡＢ間に存在してブリッジ回
路（１）の出力電圧のベクトルが第２図示の第３又は第
４象限にある時は極性判別器間の負の信号により不作動
で該出力電圧をそのま＼出力し、減衰器は該出力をＤ［
定し４ルまで減衰させるように作動する。この減衰器の
減衰比は次の位相加算器＠で電源電圧と加算した後の位
相検波信号が、抵抗が平衡し容量が比較的大きく不平衡
となっている時の出力信号に対してほぼ９０度の位相差
になるような大きさにした。
次にその作動について説明する。
今交流電源（２）の電圧ηＶとしブリッジ回路（１）の
端子Ａ、Ｂ間に５０００Ｐ Ｆの漂遊容量が存在したと
すると、ブリッジ回路（１）の無ひずみ時の出力電圧Ｖ
ＯＲと交流電源ＶＢとの位相関係は、第３図示の通りで
あって、出力電圧Ｖ（１２の虚相方向とのなす角度はα
１でおる。
端子Ａ、Ｂ間に５０００Ｐ Ｆの漂遊容量が存在したと
すると、ブリッジ回路（１）の無ひずみ時の出力電圧Ｖ
ＯＲと交流電源ＶＢとの位相関係は、第３図示の通りで
あって、出力電圧Ｖ（１２の虚相方向とのなす角度はα
１でおる。
極性反転及びレベル調整由０υの出力電圧ｖｅ。
は、第４図に示すようにブリッジ回路（１）の出力電圧
Ｖｏ１１の例えば２倍で、位相加算器（６）でこの出力
電圧Ｖ。０と電源電圧ＶＢを加算した結果の位相検波信
号ｖ、ｏは電源電圧ＶＢに対して前記αＩと等しい角度
α２位相がずれ、前記出力電圧ｖｏ２と９０度の位相差
になる。
Ｖｏ１１の例えば２倍で、位相加算器（６）でこの出力
電圧Ｖ。０と電源電圧ＶＢを加算した結果の位相検波信
号ｖ、ｏは電源電圧ＶＢに対して前記αＩと等しい角度
α２位相がずれ、前記出力電圧ｖｏ２と９０度の位相差
になる。
かくて無ひずみ時においてブリッジ回路（１）から容量
不平衡に基づく電圧が出力しても位相検波器（４）、平
滑回路（５）及び出力増幅器（６）を経て出力端子（７
）には出力電圧を生じない。
不平衡に基づく電圧が出力しても位相検波器（４）、平
滑回路（５）及び出力増幅器（６）を経て出力端子（７
）には出力電圧を生じない。
ブリッジ回路（１）のひずみゲージにひずみが加わった
ときは、前記出力電田ＶＯ２にひずみに対応する出力電
圧Ｖ、が加わった電圧Ｖ。Ｓがブリッジ回路（１）から
出力する。この出力は３１！′流増幅器（３）及び前記
回路αηを経て第４図示のような電圧Ｖ。。
ときは、前記出力電田ＶＯ２にひずみに対応する出力電
圧Ｖ、が加わった電圧Ｖ。Ｓがブリッジ回路（１）から
出力する。この出力は３１！′流増幅器（３）及び前記
回路αηを経て第４図示のような電圧Ｖ。。
となり、これが位相加算器四で交流電源（２ンの電圧Ｖ
Ｂと加わり、位相検波信号ｖ９．を出力する。
Ｂと加わり、位相検波信号ｖ９．を出力する。
第３図では、作図上電源電圧ＶＢをブリッジ回路（１）
の出力電圧ＶＯ２に比して甚しく小さく示したが、実際
は前記電源電圧ＶＢの２Ｖに対して出力電圧ｖｏ、 、
ｖｏ、等は甚しく小さい匝（最大１０ ｍｖ；ｐａｎ
であるので、ひずみ発生時にブリッジ回路（１）から無
ひずみ時とは位相及び大きさの異なった出力電圧直が発
生しても位相検波信号Ｖｐｓの位相は無ひずみ時の位相
検波信号Ｖ の位相とほとＯ んど変わらない。かくてひずみ発生時の位相検波信号Ｖ
によりブリッジ回路（１）の出力電圧Ｖ。。
の出力電圧ＶＯ２に比して甚しく小さく示したが、実際
は前記電源電圧ＶＢの２Ｖに対して出力電圧ｖｏ、 、
ｖｏ、等は甚しく小さい匝（最大１０ ｍｖ；ｐａｎ
であるので、ひずみ発生時にブリッジ回路（１）から無
ひずみ時とは位相及び大きさの異なった出力電圧直が発
生しても位相検波信号Ｖｐｓの位相は無ひずみ時の位相
検波信号Ｖ の位相とほとＯ んど変わらない。かくてひずみ発生時の位相検波信号Ｖ
によりブリッジ回路（１）の出力電圧Ｖ。。
ｓ
を位相検波器（４）で検波しても無ひずみ時のブリッジ
回路（１）の６孟の不平衡による出力電圧ｖＲ２を除去
することができる。
回路（１）の６孟の不平衡による出力電圧ｖＲ２を除去
することができる。
次に端子Ｂ、０間に漂遊容量が例えば５０００ＰＦ存在
するとする。そのときのブリッジ回路（１）の無ひずみ
時の出力電圧ｖｏＩと交流１ＪＬ源（２）の電圧ＶＢと
の間の位相関係は第３図示の通りである。
するとする。そのときのブリッジ回路（１）の無ひずみ
時の出力電圧ｖｏＩと交流１ＪＬ源（２）の電圧ＶＢと
の間の位相関係は第３図示の通りである。
この出力電圧ＶＱＩが交流増幅器（３）を介して極性判
別器（７）に加わると％該判別器（７）から正の信号が
出力し、該信号により回路Ｑｌ）の極性反転回路が作動
して交流増幅器（３）の出力信号を極性変換し、減衰器
でレベルを下げるから、位相加算器＠には第３図示のＶ
。０と同じ大きさ、位相の電圧が入力し、ｖ、。と同じ
位相の位相検波信号ｖｐｏが出力する。
別器（７）に加わると％該判別器（７）から正の信号が
出力し、該信号により回路Ｑｌ）の極性反転回路が作動
して交流増幅器（３）の出力信号を極性変換し、減衰器
でレベルを下げるから、位相加算器＠には第３図示のＶ
。０と同じ大きさ、位相の電圧が入力し、ｖ、。と同じ
位相の位相検波信号ｖｐｏが出力する。
かくて端子Ｂ、Ｏ間に漂遊容量が存在する場合でも位相
検波信号は無ひずみ時の出力電圧ＶＯＩに対しては９９
０度の位相差を生ずることになるから、この信号で出力
電圧ＶＯＩを位相検波すれば、位相検波後の出力は零に
なる。ひずみの発生時においても前記と同様の理由で無
ひずみ時のブリッジ回路（１）の容量の不平衡による出
力電圧Ｖ□１を除去できる。
検波信号は無ひずみ時の出力電圧ＶＯＩに対しては９９
０度の位相差を生ずることになるから、この信号で出力
電圧ＶＯＩを位相検波すれば、位相検波後の出力は零に
なる。ひずみの発生時においても前記と同様の理由で無
ひずみ時のブリッジ回路（１）の容量の不平衡による出
力電圧Ｖ□１を除去できる。
このように本発明によるときは、ブリッジ回路に存在す
る漂遊容量の不平衡に基づく該ブリッジ回路の無ひずみ
時の出力信号とはＮ９０度の位相差を有する位相差検波
信号の作成手段を備え、該作成手段の位相検波信号によ
り前記ブリッジ回路の出力を位相検波器で検波するよう
にしたので、ブリッジ回路に漂遊容量の不平衡が存在し
てもまたその漂遊容量の大きさが変化しても常にそれに
よる出力が生ずることがなくしたがって誤差を生ずるこ
とがない効果を有する。
る漂遊容量の不平衡に基づく該ブリッジ回路の無ひずみ
時の出力信号とはＮ９０度の位相差を有する位相差検波
信号の作成手段を備え、該作成手段の位相検波信号によ
り前記ブリッジ回路の出力を位相検波器で検波するよう
にしたので、ブリッジ回路に漂遊容量の不平衡が存在し
てもまたその漂遊容量の大きさが変化しても常にそれに
よる出力が生ずることがなくしたがって誤差を生ずるこ
とがない効果を有する。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は電源
電圧ＶＢとブリッジ回路の漂遊容量の不平衡による出力
電圧ＶＯＩ ＋ ｖ０２との位相関係を示す図、第３図
は作用説明のだめのベクトル嫡でおる。 （１）・・・ブリッジ回路 （２）・・・交流電源（３
）・・・交流増幅器 （４）・・・位相検波器（５）・
・・平滑回路 （８）・・・位相管理部（９）・・・移
相器 （７）・・・極性判別器０１）・・・極性反転及
びレベルａｉｌｌＩ１１．回路＠・・・位相加算器 特許出願人 株式会社東京測器研究所 外２名 手続補正書 昭和 ５９５月２２ 日 特許庁長官殿 】、事件の表示 昭和５９年特許願第４９５２９ 号 ２、発明の名称 ひずみ測定装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 株式会社東京測器研究所 ２１−
電圧ＶＢとブリッジ回路の漂遊容量の不平衡による出力
電圧ＶＯＩ ＋ ｖ０２との位相関係を示す図、第３図
は作用説明のだめのベクトル嫡でおる。 （１）・・・ブリッジ回路 （２）・・・交流電源（３
）・・・交流増幅器 （４）・・・位相検波器（５）・
・・平滑回路 （８）・・・位相管理部（９）・・・移
相器 （７）・・・極性判別器０１）・・・極性反転及
びレベルａｉｌｌＩ１１．回路＠・・・位相加算器 特許出願人 株式会社東京測器研究所 外２名 手続補正書 昭和 ５９５月２２ 日 特許庁長官殿 】、事件の表示 昭和５９年特許願第４９５２９ 号 ２、発明の名称 ひずみ測定装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 株式会社東京測器研究所 ２１−
Claims (1)
- ひずみゲージを含む抵抗体によって構成されたブリッジ
回路と、該ブリッジ回路を励振する又流電源と、該ブリ
ッジ回路の出力を位相検波する位相検波器とを備えるも
のにおいて、該ブリッジ回路に存在する漂遊容量の不平
衡に基づく該ブリッジ回路の無ひずみ時の出力信号とは
ソ９０度の位相差を有する位相検波信号の作成手段を備
え、該作成手段の位相検波信号により前記ブリッジ回路
の出力を位相検波器で検波するようにしたことを特徴と
するひずみ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4932984A JPS60195404A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | ひずみ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4932984A JPS60195404A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | ひずみ測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195404A true JPS60195404A (ja) | 1985-10-03 |
| JPH056642B2 JPH056642B2 (ja) | 1993-01-27 |
Family
ID=12827943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4932984A Granted JPS60195404A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | ひずみ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010266408A (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Kyowa Electron Instr Co Ltd | 搬送波型ひずみ測定装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125404A (en) * | 1979-03-20 | 1980-09-27 | Kyowa Dengiyou:Kk | Distortion gage |
| JPS5877000A (ja) * | 1981-11-02 | 1983-05-10 | 株式会社共和電業 | ひずみ増幅器 |
| JPS59119203A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-10 | Kyowa Dengiyou:Kk | ひずみ測定器 |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP4932984A patent/JPS60195404A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125404A (en) * | 1979-03-20 | 1980-09-27 | Kyowa Dengiyou:Kk | Distortion gage |
| JPS5877000A (ja) * | 1981-11-02 | 1983-05-10 | 株式会社共和電業 | ひずみ増幅器 |
| JPS59119203A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-10 | Kyowa Dengiyou:Kk | ひずみ測定器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010266408A (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Kyowa Electron Instr Co Ltd | 搬送波型ひずみ測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH056642B2 (ja) | 1993-01-27 |
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