JPS62118264A - ケ−ブル抵抗補正機能を備えた可変抵抗器の抵抗比測定方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、遠隔地に設置された可変抵抗型センサの抵抗
比測定方式に関する。

〔従来技術〕

従来、遠隔地における状態の変化量を測定するために、
可変抵抗を用いた変位センサが多く採用されている。こ
れらのセンサは電圧を加えて出力を取出す方式であり、
定電圧駆動方式や定電流駆動方式が使用されている。こ
のうち、定電圧駆動方式は、センサに接続されている遠
隔地を結ぶケーブルの長さや岑さによってケーブル自体
の抵抗が変化するため、センサ出力が見かけ上減少する
だけでなく、測定回路側において零点と感度を個々に補
正するなどの調整作業が必要である。またセンサ設置後
側等かの原因によってケーブル抵抗が変化した場合、補
正を行なうことができなくなり、測定不能という事態を
招くこともある。

定電流駆動方式は、センサの入力端子の片側に接続する
ケーブルを２本にすることで、前述のケーブル抵抗によ
る問題点は解消することが可能となるが、センサへの接
続ケーブルとして３芯ケーブルではなく４芯ケーブルを
必要とするという欠点があった。

特に、センサ設置箇所と測定回路との距離が離れている
場合、定電圧駆動方式ではケーブル抵抗の増大により感
度は低下し、ケーブル抵抗の変化はドリフトを発生させ
ることになる。定電流駆動方式では４芯ケーブルを必要
とすることにより。

設置費用の増加となる欠点があった。

〔発明の目的〕

そこで９本発明の目的は、上記の欠点を除去し。

ケーブルの芯数が少なく、設置工事が容易であり。

測定に要する時間が短く、かつ長期に亘って安定な状態
で測定することのできる性能および経済性の高い抵抗測
定方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による抵抗比測定方式は、遠隔地に設定され、状
態の変化に応じて可動片の位置が変えられるポテンショ
メータ型の可変抵抗器と、計測側に第１の端子、第２の
端子および第３の端子を向けてセットし、それぞれの他
端が前記遠隔地にある可変抵抗器の第１の端子、第２の
可動片端子お第２の端子と前記抵抗器の他端との間に電
圧を印加する電圧発生回路と、第２の端子、前記第２の
端子および前記第３の端子と前記抵抗器の他端との間に
それぞれ生ずる電圧ｖｌ　ｖ　ｖ２およびｖ３をそれぞ
れ受け、電圧ｖ４として（Ｖｌ−２Ｖ２＋Ｖ３）（Ｖｌ
　　２Ｖ２　＋　２Ｖｓ　）　オヨヒ［（Ｖ１／２）Ｖ
２　＋　Ｖ３）ＯウチＯイずれか１つを計算する演算回
路と、該演算回路から出力電圧ｖ４をうけ、前記電圧ｖ
３を参照電圧としてＶ４／Ｖ３のディジタル値を出力す
るＡ／Ｄコンバータとにより構成されたことを特徴とす
る。

〔発明の実施例〕

次に９本発明による可変抵抗器の抵抗比測定方式につい
て実施例を挙げ１図面を参照して説明する。

第１図は１本発明による実施例の構成をブロック図によ
り示したものである。この図において。

１は９例えば変位センサとして遠隔地に設定されるＩテ
ンシ曹メータ型可変抵抗器であり、この可動片の位置が
検出しようとする状態の変化に応じて変えられるもので
ある。２−１〜２−３は３芯ケーブルにおけるそ九ぞれ
絶縁された３本の芯線を示し、ケーブルの一方は計測側
に、他方は遠隔地側に向けて布設される。遠隔地側にお
いては。

可変抵抗器１の端子１ａに芯線２−１の末端を。

端子１ｂに芯線２−２の末端を、端子１ｃに芯線２−３
の末端をそれぞれ接続する。３は抵抗器であり、芯ｆｓ
２−３の一方の末端２ｃに一端が接続されている。４は
電圧発生回路であり、ここで発生する電圧Ｖ！は芯線２
−１の一方の末端２ａと抵抗器３の他端との間に加えら
れる。

電圧発生回路４の出力電圧をＶｌｔ可変抵抗器１の可動
片側から芯線２−２を介して得られる電圧をＶ２ｗ電流
検出用抵抗器３の端子２Ｃに生じる電圧をｖ３とし、可
変抵抗器１の可動片の位置が端子１ａからａＲ（１（０
≦ａ≦１）の抵抗値をもつ位置にあるとする。ここで＋
ＲＯを可変抵抗器１の全抵抗値、　ｆｌ−７３を芯線の
抵抗値、Ｒ１を抵抗器３の抵抗値とすれば＊　”１　＊
　Ｖ２　＊　”３は次式で与えられる。

Ｖ１＝（？”ｌ　＋ｒ３　＋ＲＯ＋Ｒ１）　ｉ　　　　
−・−（１）Ｖ２　＝（ｒ３＋（１ａ）Ｒｏ＋Ｒｔ　）
　ｉ　　　　−−−（２）ｖ３＝Ｒ１ｉ、−−−−−−
−−（３）５は演算回路を示し、入力側に上記の電圧ｖ
１゜ｖ２．ｖ３を受けｖ４として。

ｖ４＝ｖ、−、−２Ｖ２＋Ｖ３　　　　　　　　・・・
・・・・・・（４）のような演算を行わせる。そして１
　（Ｌ）　、　（２）　、　（３）式を（４）式に代入
すると。

Ｖ４＝（？”１？”３＋（２ａ　１）Ｒｏ’ｌｉ　　−
−・”（５）が求められる。ここで、３芯ケーブルの場
合、各芯線の太さ及び長さは同じと考えられるため、抵
抗ｒｌとｒ３とは等しく、ｙ１＝γ３となる。したがっ
て、この条件を（５）式に当てはめると。

Ｖ４　＝　（２ａ　　１　）　Ｒｏｔ　　　　　　　　
　”・・・・・・・（６）となり、出力ｖ４にはケーブ
ルの抵抗の項が含まれないことになる。

６はＡ　／　Ｄコンバータであり、測定入力と参照入力
とを受ける。通常は、参照入力として一定の基準電圧が
入力され、ＡＤ変換を行なう際に量子化の基準とし、変
換出力に対して測定入力が９分子。

参照入力が分母となる割算の関係が得られるように機能
する。したがって、いま演算回路５の出力ｖ４をＡＤコ
ンバータ６の測定入力とし、前述の電流検出用抵抗器３
に生じる電圧ｖ３を参照入力として与えれば、ＡＤコン
バータ６の出力側からＶ４／Ｖ３の演算値が得られる。

この演算値Ｖ４／Ｖ３を（３）　、　（６）式から求め
ると。

Ｖ４　　（２ａ−１）Ｒ（Ｉｉ　　　（２ａ−１）Ｒ（
１−＝□＝□□・・・・・・・・・（７）Ｖ３　　　　
Ｒ１Ｉ　　　　　　Ｒｔ となり、この割算式には可変抵抗器１に流れる電流ｉの
項が含まれないことになり、その結果ケーブル抵抗及び
印加電圧の変動による影響も消えることになる。

さらに、可変抵抗器１の抵抗値Ｒ０と電流検出用抵抗器
３の抵抗値Ｒ，とを等しくすれば。

Ｒｏ＝　Ｒ１を（７）式に代入して −　＝　２　ａ　−１・・・・・・・・・（８）となる
。この式において、ａはＯから１まで変化するため。

ａ　＝　Ｑ　　ならば、−＝−１ ａ＝０．５　ｆｘ　ラｉｄ’　、　Ｖｉ＝　　Ｏとなり
、それぞれ可変抵抗器１の可動片の位置によって決まる
抵抗比が得られることになる。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなように２本発明によれば、可
変抵抗器にケーブルが接続されている場合においても、
ケーブルの計測側における各電圧を演算処理したのち、
Ａ／Ｄコンバータにヨリ参照電圧を用いて割算を行なわ
せることにより、ケーブル抵抗によって発生する測定誤
差が除かれることは勿論、信頼性の向上に対して得られ
る効果は大きい。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による実施例の構成を示すグロック図で
ある。 この図において、１は可変抵抗器、２−１〜２−３はケ
ーブルの芯線、３は抵抗器、４は電圧発生回路、５は演
算回路、６はＡ　／　Ｄコンバータ。 ７は表示回路である。 代理人（７７８３）弁理士池田点イー　　　−！’ｌ’
１ ゛（示°１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、遠隔地に設定され、状態の変化に応じて可動片の位
   置が変えられるポテンショメータ型の可変抵抗器と、計
   測側に第１の端子、第２の端子および第３の端子を向け
   てセットし、それぞれの他端が前記遠隔地にある可変抵
   抗器の第１の端子、第２の可動片端子および第３の端子
   にそれぞれ接続された３芯ケーブルと、該３芯ケーブル
   の第３の端子に一端の接続された抵抗器と、前記第１の
   端子と前記抵抗器の他端との間に電圧を印加する電圧発
   生回路と、前記第１の端子、前記第２の端子および前記
   第３の端子と前記抵抗器の他端との間にそれぞれ生ずる
   電圧Ｖ＿１、Ｖ＿２およびＶ＿３をそれぞれ受け、電圧
   Ｖ＿４として（Ｖ＿１−２Ｖ＿２＋Ｖ＿３）、（Ｖ＿１
   −２Ｖ＿２＋２Ｖ＿３）および［（Ｖ＿１／２）−Ｖ＿
   ２＋Ｖ＿３］のうちのいずれか１つを計算する演算回路
   と、該演算回路から出力電圧Ｖ＿４をうけ、前記電圧Ｖ
   ＿３を参照電圧としてＶ＿４／Ｖ＿３のディジタル値を
   出力するＡ／Ｄコンバータとにより構成されたことを特
   徴とするケーブル抵抗補正機能を備えた可変抵抗器の抵
   抗比測定方式。