JPS6342477A - 導電性測定回路 - Google Patents
導電性測定回路Info
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- JPS6342477A JPS6342477A JP62182120A JP18212087A JPS6342477A JP S6342477 A JPS6342477 A JP S6342477A JP 62182120 A JP62182120 A JP 62182120A JP 18212087 A JP18212087 A JP 18212087A JP S6342477 A JPS6342477 A JP S6342477A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
-
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- G—PHYSICS
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/22—Measuring resistance of fluids
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、導電性電解槽内の溶液に導電性を測定するた
めの導電性測定回路に関する。
めの導電性測定回路に関する。
（従来の技術、発明が解決しようとする問題点）２つの
電極を持つ電解槽内の溶液等、液体の導電性の測定にお
いては、測定中の分極化及びそれに関連した問題を避け
るため、通常の測定系では画電極に交流電圧を印加する
。測定される溶液の導電性が変化すると、電解槽の抵抗
、ひいてはそれに対応した電圧降下が変化する。この電
解槽の電圧降下の大きさが溶液の導電性を示す。しかし
、導電性の指示を得るためには従来、検出前に交流から
直流に変換することあるいは交流検出を用いることを必
要としていた。かかる要求は、溶液の導電性測定を複雑
とし、そのような測定を行う機器を高価にしていた。
電極を持つ電解槽内の溶液等、液体の導電性の測定にお
いては、測定中の分極化及びそれに関連した問題を避け
るため、通常の測定系では画電極に交流電圧を印加する
。測定される溶液の導電性が変化すると、電解槽の抵抗
、ひいてはそれに対応した電圧降下が変化する。この電
解槽の電圧降下の大きさが溶液の導電性を示す。しかし
、導電性の指示を得るためには従来、検出前に交流から
直流に変換することあるいは交流検出を用いることを必
要としていた。かかる要求は、溶液の導電性測定を複雑
とし、そのような測定を行う機器を高価にしていた。
この発明の目的は、簡単で安価な溶液の導電性測定回路
で、好ましくはワイシャツのポケット内に装置を入れて
運ぶのに好都合なように、例えばベン形状等の小型装置
としてパッケージ化可能な測定回路を提供することにあ
る。この発明の更なる目的は、容易に可搬可能とするの
に必要な小サイズを可能にするため、集積回路パッケー
ジを利用した直流回路構成を用いて所要の測定結果を与
えることにある。
で、好ましくはワイシャツのポケット内に装置を入れて
運ぶのに好都合なように、例えばベン形状等の小型装置
としてパッケージ化可能な測定回路を提供することにあ
る。この発明の更なる目的は、容易に可搬可能とするの
に必要な小サイズを可能にするため、集積回路パッケー
ジを利用した直流回路構成を用いて所要の測定結果を与
えることにある。
（問題点を解決するための手段、作用）溶液の導電性を
測定するための導電性測定回路が提供される。この回路
は、信号入力端子の両端のアナログ的電圧降下のデジタ
ル出力指示を生じるアナログ／デジタル変換器を含む。
測定するための導電性測定回路が提供される。この回路
は、信号入力端子の両端のアナログ的電圧降下のデジタ
ル出力指示を生じるアナログ／デジタル変換器を含む。
電圧降下は、測定すべき溶液内に浸漬された一対の電極
によって与えられ、各変換サイクル前に変換器に関連し
たコンデンサによってサンプリングされる。サンプリン
グは、サンプリング期間の終りにおいてコンデンサが正
しい極性で必ず充分に帯電されるように、変換器クロッ
クによってタイミング合せされる。その後コンデンサが
、変換器によって変換されるべき入力を与える。導電性
を指示する両電極間の電圧降下を生じるため、両電橿は
、アナログ／デジタル変換器のクロックに同期化された
交流電流源に接続される。
によって与えられ、各変換サイクル前に変換器に関連し
たコンデンサによってサンプリングされる。サンプリン
グは、サンプリング期間の終りにおいてコンデンサが正
しい極性で必ず充分に帯電されるように、変換器クロッ
クによってタイミング合せされる。その後コンデンサが
、変換器によって変換されるべき入力を与える。導電性
を指示する両電極間の電圧降下を生じるため、両電橿は
、アナログ／デジタル変換器のクロックに同期化された
交流電流源に接続される。
本発明の一態様においては、一対の電流入力端子がスイ
ッチング回路と連動して設けられ、スイッチング回路を
介し電流入力端子を電極へまず一方向に次いで他方向に
と交互に接続する。電流入力端子が既知の抵抗及び直流
電圧源と直列回路で接続された状態で、電極用の既知の
交流電流源が得られる。既知の抵抗が変換器の参考入力
の両端に接続されているため、電流は既知であり、変換
プロセスの一段階における積分が既知の抵抗の両端の電
圧降下に対応する。両電極間の電圧降下は、変換器の信
号入力へ直接、あるいは、電極に変換器の信号入力を直
接にではなく電流の入力端子に変換器の信号入力を接続
するようなスイッチを介して、接続可能である。
ッチング回路と連動して設けられ、スイッチング回路を
介し電流入力端子を電極へまず一方向に次いで他方向に
と交互に接続する。電流入力端子が既知の抵抗及び直流
電圧源と直列回路で接続された状態で、電極用の既知の
交流電流源が得られる。既知の抵抗が変換器の参考入力
の両端に接続されているため、電流は既知であり、変換
プロセスの一段階における積分が既知の抵抗の両端の電
圧降下に対応する。両電極間の電圧降下は、変換器の信
号入力へ直接、あるいは、電極に変換器の信号入力を直
接にではなく電流の入力端子に変換器の信号入力を接続
するようなスイッチを介して、接続可能である。
（実施例）
図面中、同じ参照符号は同じ要素を表わし、ピン表示及
び名称はメーカによるものである。
び名称はメーカによるものである。
第１図には、未知の抵抗Ｒｘ等の要素の導電性を測定す
るのに使える従来の回路が示しである。
るのに使える従来の回路が示しである。
これは、比例計算測定によって成され、未知の抵抗が既
知の標準抵抗Ｒｓｔｄに対して測定される。
知の標準抵抗Ｒｓｔｄに対して測定される。
この方法は、正確に定義された参考電圧または電流を必
要としない。その代りに、該方法では、標準及び未知の
両抵抗を通って流れる共通の電流を用い、信号つまり未
知の入力として、アナログ／デジタル変換器５０（例え
ば７１２６として示す）の一方の示差入力に印加可能で
あって未知抵抗Ｒｘの両端の電圧と、参考つまり既知入
力として変換器の他方の示差入力に印加可能であって標
準抵抗Ｒｓｔｄの両端の別の電圧と、を発生するように
する。変換器がデイスプレィに出力を生じ、デイスプレ
ィが（１（１１）０） Ｒｓｔｄ ／Ｒｘの表示読取値
をモーの単位で与える。導電性測定の代りの抵抗測定で
は、ＲｘとＲｓｔｄを入れ喚えるだけでよい。それから
、既知抵抗の両端の電圧降下は、端子１？ＥＦ ＩＩＩ
及びＲＥＦ ＬＯに供給され、未知抵抗の両端の電圧降
下は端子ＩＮ ＨＩＧＨ及びＩＮ ＬＯに供給される状
態である（これは端子用の通常の方位であって、それぞ
れの名前が方位を正しく記述している）。
要としない。その代りに、該方法では、標準及び未知の
両抵抗を通って流れる共通の電流を用い、信号つまり未
知の入力として、アナログ／デジタル変換器５０（例え
ば７１２６として示す）の一方の示差入力に印加可能で
あって未知抵抗Ｒｘの両端の電圧と、参考つまり既知入
力として変換器の他方の示差入力に印加可能であって標
準抵抗Ｒｓｔｄの両端の別の電圧と、を発生するように
する。変換器がデイスプレィに出力を生じ、デイスプレ
ィが（１（１１）０） Ｒｓｔｄ ／Ｒｘの表示読取値
をモーの単位で与える。導電性測定の代りの抵抗測定で
は、ＲｘとＲｓｔｄを入れ喚えるだけでよい。それから
、既知抵抗の両端の電圧降下は、端子１？ＥＦ ＩＩＩ
及びＲＥＦ ＬＯに供給され、未知抵抗の両端の電圧降
下は端子ＩＮ ＨＩＧＨ及びＩＮ ＬＯに供給される状
態である（これは端子用の通常の方位であって、それぞ
れの名前が方位を正しく記述している）。
第１図の比例計算測定がアナログ／デジタル変換器５０
によってどのように成されるかを理解する一助として、
変換器回路を示す第２ａ及び２ｂ図面の簡単な説明する
。この説明によって、デュアルスロープ型の集積回路ア
ナログ／デジタル変換器である７１２６のアナログ及び
デジタル両部分がどのように動作して、直流電圧路下の
所望な測定結果を与えるのかを示す。
によってどのように成されるかを理解する一助として、
変換器回路を示す第２ａ及び２ｂ図面の簡単な説明する
。この説明によって、デュアルスロープ型の集積回路ア
ナログ／デジタル変換器である７１２６のアナログ及び
デジタル両部分がどのように動作して、直流電圧路下の
所望な測定結果を与えるのかを示す。
第２ａ図は、Ｔｅ１ｅｄｙｎｅ Ｓｅｍｌｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ社によって製造され、１９８４年版データ取得設
計ハンドブックの７−７３頁に図示されているシングル
チップＣＭＯＳ ＴＳＣ７１２６のアナログ部を示す。
ｔｏｒ社によって製造され、１９８４年版データ取得設
計ハンドブックの７−７３頁に図示されているシングル
チップＣＭＯＳ ＴＳＣ７１２６のアナログ部を示す。
この図面は、所望通りに動作させるのに付は加えられね
ばならない必要な外部部品を含め、２つの示差入力を有
するデュアルスロープ型の集積アナログ／デジタル変換
器の代表的な要素を示す。本願の目的上、７１２６を動
作するのに必要な第２ａ及び２ｂ図の外部つまり補助回
路は、以下の図面に示される場合、７１２６の一部とす
る。同様に、外部回路が特に明示されなくとも、集積ア
ナログ／デジタル変換器と言う場合、変換器としての動
作に必要な外部回路も含むものとする。
ばならない必要な外部部品を含め、２つの示差入力を有
するデュアルスロープ型の集積アナログ／デジタル変換
器の代表的な要素を示す。本願の目的上、７１２６を動
作するのに必要な第２ａ及び２ｂ図の外部つまり補助回
路は、以下の図面に示される場合、７１２６の一部とす
る。同様に、外部回路が特に明示されなくとも、集積ア
ナログ／デジタル変換器と言う場合、変換器としての動
作に必要な外部回路も含むものとする。
周知のように、通常のデュアルスロープ型変換器の測定
サイクルは、２つの異なる段階を有する：つまり、入力
信号の積分（及び参考）電圧の積分（逆積分（ｄｅｉｎ
ｔｅｇｒａＬｉｏｎ） ）である。変換すべき入力信号
は、一定時間の間積分される。時間はクロックパルスを
計数することによって測定される。
サイクルは、２つの異なる段階を有する：つまり、入力
信号の積分（及び参考）電圧の積分（逆積分（ｄｅｉｎ
ｔｅｇｒａＬｉｏｎ） ）である。変換すべき入力信号
は、一定時間の間積分される。時間はクロックパルスを
計数することによって測定される。
次に、積分器の出力電圧がゼロに戻るまで、逆極性の一
定参考電圧が積分される。クロックで測定されるように
、参考電圧の積分時間が、入力信号に比例している。
定参考電圧が積分される。クロックで測定されるように
、参考電圧の積分時間が、入力信号に比例している。
上記した基本の信号積分及び逆積分サイクルに加え、第
２ａ図に示した設計は、オートゼロサイクルを具備する
。このサイクルがバッファ増巾器、積分器、及び比較器
によるオフセット電圧誤差値を変換から取り除く。この
結果、外部の調整ポテンショメータを必要とせずに、其
のデジタルゼロ読取値が得られる。従って、完全な変換
は、次の３つのサイクルから成る：オートゼロ、信号積
分及び参考電圧積分（逆積分）サイクルである。
２ａ図に示した設計は、オートゼロサイクルを具備する
。このサイクルがバッファ増巾器、積分器、及び比較器
によるオフセット電圧誤差値を変換から取り除く。この
結果、外部の調整ポテンショメータを必要とせずに、其
のデジタルゼロ読取値が得られる。従って、完全な変換
は、次の３つのサイクルから成る：オートゼロ、信号積
分及び参考電圧積分（逆積分）サイクルである。
オートゼロサイクル（逆積分の長さに応じて１（１１）
０〜３（１１）０カウント）の間、示差入力信号は、内
部のアナログゲートを開くことによって回路から断絶さ
れる。内部ノードがアナログ共通レベル（アース）に短
絡され、ゼロ入力状態を確立する。別のアナログゲート
が、積分器と比較器とを結ぶ帰還ループを閉じる。この
ループが、比較器によるオフセント電圧誤差の補償を可
能とする。コンデンサＣａｚに確立される電圧レベルが
、装置のオフセット電圧を補償する。
０〜３（１１）０カウント）の間、示差入力信号は、内
部のアナログゲートを開くことによって回路から断絶さ
れる。内部ノードがアナログ共通レベル（アース）に短
絡され、ゼロ入力状態を確立する。別のアナログゲート
が、積分器と比較器とを結ぶ帰還ループを閉じる。この
ループが、比較器によるオフセント電圧誤差の補償を可
能とする。コンデンサＣａｚに確立される電圧レベルが
、装置のオフセット電圧を補償する。
オートゼロループが開かれ、内部の示差入力がＶｉｎ”
及びＶｉｎ−に接続される。示差入力信号が一定時間の
間（１（１１）０カウント）積分される。
及びＶｉｎ−に接続される。示差入力信号が一定時間の
間（１（１１）０カウント）積分される。
内部カウンタの計時前に、外部設定のクロック周波数が
４で分周される。従って、積分時間は：Ｔｓｉ＝ （４
／ｆｏｓｃ ｘ １（１１）０）但し： ｆｅｓｃ ”
”外部クロック周波数最後の段階が参考電圧の積分ある
いは逆積分である。Ｖｉｎ−がアナログ共通レベルに内
部接続され、Ｖ ｉｎ”が前もって充電された参考コン
デンサＣｒｅｆの両端に接続される。チップ内の回路に
より、参考コンデンサが積分器の出力をゼロに戻すよう
な正しい極性で接続されることが保証される。
４で分周される。従って、積分時間は：Ｔｓｉ＝ （４
／ｆｏｓｃ ｘ １（１１）０）但し： ｆｅｓｃ ”
”外部クロック周波数最後の段階が参考電圧の積分ある
いは逆積分である。Ｖｉｎ−がアナログ共通レベルに内
部接続され、Ｖ ｉｎ”が前もって充電された参考コン
デンサＣｒｅｆの両端に接続される。チップ内の回路に
より、参考コンデンサが積分器の出力をゼロに戻すよう
な正しい極性で接続されることが保証される。
積分器の出力かゼロに戻るのに必要な時間は、入力信号
に比例し、Ｏ〜２（１１）０の内部クロック期間の間で
ある。表示されるデジタル読取値は：１（１１） Ｑ
（Ｖｉｎ／Ｖｒ ｅｆ ）同じ７１２６集積パツケージのデジタル部を第
２ｂ図に示す。このデジタル部は、３ ／ ’Ａデジ・
ノド液晶デイスプレィ （ＬＣＤ）を駆動するのに必要
な全てのセグメントドライバを含む。
に比例し、Ｏ〜２（１１）０の内部クロック期間の間で
ある。表示されるデジタル読取値は：１（１１） Ｑ
（Ｖｉｎ／Ｖｒ ｅｆ ）同じ７１２６集積パツケージのデジタル部を第
２ｂ図に示す。このデジタル部は、３ ／ ’Ａデジ・
ノド液晶デイスプレィ （ＬＣＤ）を駆動するのに必要
な全てのセグメントドライバを含む。
ＬＣＤバックブレーンドライバが含まれる。バ・ツクブ
レーン周波数は、外部クロック周波数を８（１１）で割
った値である。毎秒３変換の場合、バックプレーン周波
数は６０Ｈｚであって、正常の振巾は５ボルトの状態で
ある。セグメントドライバがバックプレーン信号と同期
しているとき、セグメントは“オフ”となる。同期外れ
のセグメント駆動が、セグメントを“オン”つまり可視
状態とする。
レーン周波数は、外部クロック周波数を８（１１）で割
った値である。毎秒３変換の場合、バックプレーン周波
数は６０Ｈｚであって、正常の振巾は５ボルトの状態で
ある。セグメントドライバがバックプレーン信号と同期
しているとき、セグメントは“オフ”となる。同期外れ
のセグメント駆動が、セグメントを“オン”つまり可視
状態とする。
７１２６のクロック周波数は、３本のビン３８．３９及
び４０を用いるＲＣ回路網によって決まる。
び４０を用いるＲＣ回路網によって決まる。
このＲＣ回路網は、ビン３９と４０との間に接続された
ＲＯ３Ｃ％ビン３８と４０との間に接続されたＣ ｏｓ
ｃを含む。
ＲＯ３Ｃ％ビン３８と４０との間に接続されたＣ ｏｓ
ｃを含む。
第１図におけるような抵抗の代りに溶液の導電性を測定
するための小型装置を製造するために、７１２６等のソ
リッドステートのアナログ／デジタル変換器を用いるの
が望ましいので、既知の抵抗に直流を供給しながら未知
の電極電圧降下に交流電圧を印加するように、第１図の
回路を変える必要があるため、所望通りにはいかないと
予想される。交流の使用は、７１２６ではなく直流装置
において公知である未知量検出用の複雑な手段を用いる
必要があると予想される。本発明者は、一つの方法とし
て、直流電流源が電解槽にとって交流電流源のごとくみ
える一方、電解槽の電圧降下が７１２６アナログ／デジ
タル変換器にとって直流のごとくみえるようにすること
によって、上記の問題を解消できることを見い出した。
するための小型装置を製造するために、７１２６等のソ
リッドステートのアナログ／デジタル変換器を用いるの
が望ましいので、既知の抵抗に直流を供給しながら未知
の電極電圧降下に交流電圧を印加するように、第１図の
回路を変える必要があるため、所望通りにはいかないと
予想される。交流の使用は、７１２６ではなく直流装置
において公知である未知量検出用の複雑な手段を用いる
必要があると予想される。本発明者は、一つの方法とし
て、直流電流源が電解槽にとって交流電流源のごとくみ
える一方、電解槽の電圧降下が７１２６アナログ／デジ
タル変換器にとって直流のごとくみえるようにすること
によって、上記の問題を解消できることを見い出した。
第３図の回路が、この問題解消を可能とする本発明の一
態様の回路図である。
態様の回路図である。
第３図においては、導電性電解槽（不図示）内の溶液の
導電性が、電解槽の入力端子５４及び５６の両端に電解
槽を接続することによって、測定される。第１図に関連
して述べられる前述した比例測定法を用い、（２つのダ
イオード５７及び５８の両端の電圧降下による）■゛よ
りわずかに低い抵抗５５の両端の電圧が、第１回路（リ
ード線５９及び６０）を介し、電流入力端子６１．６２
及び既知の抵抗要素Ｒｓｔｄを含む直列回路の両端に接
続される。電流の流れが電解槽内における溶液の導電性
の変化により変化する事実は、電解槽及びＲｓｔｄの両
方を流れる電流が常に同じなので、勿論本回路において
重要ではない。既知抵抗の両端の電圧降下が変換器への
既知入力として供給されるので、上記電流は、既知の直
流電流とみなせ得る。
導電性が、電解槽の入力端子５４及び５６の両端に電解
槽を接続することによって、測定される。第１図に関連
して述べられる前述した比例測定法を用い、（２つのダ
イオード５７及び５８の両端の電圧降下による）■゛よ
りわずかに低い抵抗５５の両端の電圧が、第１回路（リ
ード線５９及び６０）を介し、電流入力端子６１．６２
及び既知の抵抗要素Ｒｓｔｄを含む直列回路の両端に接
続される。電流の流れが電解槽内における溶液の導電性
の変化により変化する事実は、電解槽及びＲｓｔｄの両
方を流れる電流が常に同じなので、勿論本回路において
重要ではない。既知抵抗の両端の電圧降下が変換器への
既知入力として供給されるので、上記電流は、既知の直
流電流とみなせ得る。
電解槽の入力端子は、スイ・ノチ手段６４を含むスイッ
チング回路によって電流入力端子に接続され、該スイッ
チ手段６４が、電流入力端子に印加される直流により電
解槽の分極化を防ぐのに充分な作動速度で、まず一方向
または一極性次いで他方向にと交互に電流の入力端子を
電解槽の端子に接続する。第３図に示すように、スイッ
チ手段６４は、ｌｌａｒｒｉｓ社から購入可能なような
３０３型スイツチとし得る。このスイッチは、例えば４
４Ｈｚの周波数で動作可能な７１２６型アナログ／デジ
タル変換器６８からのバックブレーン信号として示した
ライン６６上の交流信号によって駆動される。図示しで
あるスイッチの一つの位置では、ビン２及び３が接続さ
れ且つビン１２及び１３が接続されて、電解槽端子５４
を電流入力端子６１に接続すると共に電解槽端子５６を
電流入力端子６２に接続するようにし、これら全ての接
続が端子５４を正にする。スイッチの別の位置では、電
解槽入力端子の電流入力端子への接続が逆にされ、電解
槽入力端子がスイッチによるビン１０及び１１の接続を
介して電流入力端子６２に接続されるので、端子５４は
、負となる。また、電解槽入力端子５６は、スイッチに
よるビン４及び５の接続を介して電流入力端子６１に接
続されることによって、正になる。従って、電解槽入力
端子に接続された電解槽にとっては、電解槽を流れる電
流の流れがまず一方向に次いで他方向にと交互になるた
め、交流電圧が使われているようにみえる。
チング回路によって電流入力端子に接続され、該スイッ
チ手段６４が、電流入力端子に印加される直流により電
解槽の分極化を防ぐのに充分な作動速度で、まず一方向
または一極性次いで他方向にと交互に電流の入力端子を
電解槽の端子に接続する。第３図に示すように、スイッ
チ手段６４は、ｌｌａｒｒｉｓ社から購入可能なような
３０３型スイツチとし得る。このスイッチは、例えば４
４Ｈｚの周波数で動作可能な７１２６型アナログ／デジ
タル変換器６８からのバックブレーン信号として示した
ライン６６上の交流信号によって駆動される。図示しで
あるスイッチの一つの位置では、ビン２及び３が接続さ
れ且つビン１２及び１３が接続されて、電解槽端子５４
を電流入力端子６１に接続すると共に電解槽端子５６を
電流入力端子６２に接続するようにし、これら全ての接
続が端子５４を正にする。スイッチの別の位置では、電
解槽入力端子の電流入力端子への接続が逆にされ、電解
槽入力端子がスイッチによるビン１０及び１１の接続を
介して電流入力端子６２に接続されるので、端子５４は
、負となる。また、電解槽入力端子５６は、スイッチに
よるビン４及び５の接続を介して電流入力端子６１に接
続されることによって、正になる。従って、電解槽入力
端子に接続された電解槽にとっては、電解槽を流れる電
流の流れがまず一方向に次いで他方向にと交互になるた
め、交流電圧が使われているようにみえる。
また、電解槽の両端の電圧降下がアナログ／デジタル変
換器の入力端子に取って直流の電圧降下としてみえるよ
うにする必要もある。本発明者は、これを成す一つの方
法として、第２の回路により、直流入力端子６１．６２
及び変換器６８の信号入力を相互接続して変換器６８が
電解槽の電圧降下を検出できるようにすることを見い出
した。第３図中の第２回路は、リード線７０．７２と、
これら両リード線が電解槽の電圧降下を検出するように
変換器６８の微分信号入力にビン３５及び３６を接続す
るとき両リード線間に介在される回路と、から構成され
る。これらのピン端子は、図中、ＲＥＦ ＩＩＩＧＨ及
びＲＥＦ ＬＯＷとして示しである。この構成では、ビ
ン３５及び３６で変換器によって検出される電圧降下が
電解槽の両端の電圧降下だけでなく、スイッチ手段６４
の両端の電圧降下をも含むことが明らかであろう。従っ
て、スイッチ手段の抵抗に応じ、ある量の不正確さが導
入される。
換器の入力端子に取って直流の電圧降下としてみえるよ
うにする必要もある。本発明者は、これを成す一つの方
法として、第２の回路により、直流入力端子６１．６２
及び変換器６８の信号入力を相互接続して変換器６８が
電解槽の電圧降下を検出できるようにすることを見い出
した。第３図中の第２回路は、リード線７０．７２と、
これら両リード線が電解槽の電圧降下を検出するように
変換器６８の微分信号入力にビン３５及び３６を接続す
るとき両リード線間に介在される回路と、から構成され
る。これらのピン端子は、図中、ＲＥＦ ＩＩＩＧＨ及
びＲＥＦ ＬＯＷとして示しである。この構成では、ビ
ン３５及び３６で変換器によって検出される電圧降下が
電解槽の両端の電圧降下だけでなく、スイッチ手段６４
の両端の電圧降下をも含むことが明らかであろう。従っ
て、スイッチ手段の抵抗に応じ、ある量の不正確さが導
入される。
この不正確さは、例えば定数１０等、高い電解槽定数を
持つ電解槽を用いることによって、幾分軽減できる。
持つ電解槽を用いることによって、幾分軽減できる。
第３図に示すように、標準抵抗Ｒｓｔｄは、スイッチ７
６が閉じたときに第２の標準抵抗７４と並列になるよう
に配置されている。抵抗７６の目的は、当該回路用のレ
ンジに周波数桁数変化（ｄｅｃａｄｅ ｃｈａｎｇｅ）
を与えることにある。図示のごと（、標準抵抗及び使わ
れる場合の並列な抵抗７４は、リード線７８及び８ｏに
よって、変換器６８の残り）微分入力ＩＮＰＵＴ ＨＩ
Ｇｌｌ及びＩＮＰＵＴ ＬＯＷ（それぞれビン３１及び
３０）の両端の参考入力として接続される。この構成に
おいて、変換器の共通端子つまりビン３２は、ＩＮＰＵ
Ｔ ＬＯ一端子３゜と共通される。
６が閉じたときに第２の標準抵抗７４と並列になるよう
に配置されている。抵抗７６の目的は、当該回路用のレ
ンジに周波数桁数変化（ｄｅｃａｄｅ ｃｈａｎｇｅ）
を与えることにある。図示のごと（、標準抵抗及び使わ
れる場合の並列な抵抗７４は、リード線７８及び８ｏに
よって、変換器６８の残り）微分入力ＩＮＰＵＴ ＨＩ
Ｇｌｌ及びＩＮＰＵＴ ＬＯＷ（それぞれビン３１及び
３０）の両端の参考入力として接続される。この構成に
おいて、変換器の共通端子つまりビン３２は、ＩＮＰＵ
Ｔ ＬＯ一端子３゜と共通される。
電圧供給源の正側がリード線８２を介して変換器６８に
ピン１で接続され、アース側がリード線８３によって変
換器６８のピン２６に接続される。
ピン１で接続され、アース側がリード線８３によって変
換器６８のピン２６に接続される。
スイッチ手段６４のアース接続点つまりピン７は、リー
ド線８４によって変換器のデジタルアースであるＴ Ｅ
Ｓ Ｔで表わしたピン３７に接続されている。スイッ
チ手段に対する電圧供給源の正側は、リード線８２及び
８６を介してピン１４に接続されている。
ド線８４によって変換器のデジタルアースであるＴ Ｅ
Ｓ Ｔで表わしたピン３７に接続されている。スイッ
チ手段に対する電圧供給源の正側は、リード線８２及び
８６を介してピン１４に接続されている。
溶液の導電性測定は常に２５℃に関連化されるので、溶
液の実際の温度について導電性測定を補償する必要があ
る。第３図の回路において、この点は、測定すべき溶液
内に浸漬されるように配置されたサーミスタＴを用いる
ことによって、達成される。サーミスタＴが溶液の温度
特性を正しく特徴付けることができるようにするため、
サーミスタは抵抗８８によって分路され、分路の結合箇
所は変換器６８の参考入力端子であるピン３５．３６の
両端にある別の抵抗９０と直列に接続されている状態で
ある。抵抗８８及び９０は、導電性を求める溶液の温度
特性と合致するように注意深く選定されねばならない。
液の実際の温度について導電性測定を補償する必要があ
る。第３図の回路において、この点は、測定すべき溶液
内に浸漬されるように配置されたサーミスタＴを用いる
ことによって、達成される。サーミスタＴが溶液の温度
特性を正しく特徴付けることができるようにするため、
サーミスタは抵抗８８によって分路され、分路の結合箇
所は変換器６８の参考入力端子であるピン３５．３６の
両端にある別の抵抗９０と直列に接続されている状態で
ある。抵抗８８及び９０は、導電性を求める溶液の温度
特性と合致するように注意深く選定されねばならない。
例えば、サーミスタが２５℃でＩＯＫの抵抗を持つ場合
、抵抗８８．９０はそれぞれ４１．２ Ｋ、５．２５
Ｋの値であるのが好ましい。この構成では、サーミスタ
及び抵抗８８の分路結合網が抵抗９０と共に分圧器を形
成して、電解槽の両端の電位降下の一部だけが変換器の
参考入力によってわかり、該一部が電解槽内の溶液の温
度により変化するようにする。
、抵抗８８．９０はそれぞれ４１．２ Ｋ、５．２５
Ｋの値であるのが好ましい。この構成では、サーミスタ
及び抵抗８８の分路結合網が抵抗９０と共に分圧器を形
成して、電解槽の両端の電位降下の一部だけが変換器の
参考入力によってわかり、該一部が電解槽内の溶液の温
度により変化するようにする。
分圧器が電解槽に負荷を加えるのを防ぐために、電解槽
にとって分圧器が高インピーダンス回路としてみえるよ
うにするのが重要である。これは、温度補償回路網の一
部として演算増巾器をリード線７０．７２の途中にそれ
ぞれ介在させることによって、成される。つまり、リー
ド線７０が演算増巾器９２の非反転入力に接続され、そ
の出力に温度補償回路の片側に加えられる電位を生じる
ようにする。同様に、電流入力端子６２からのリード線
７２が演算増巾器９４の非反転入力に接続され、その出
力に温度補償回路の他側に加えられる入力及び変換器の
ピン３５に加えられるＲＥＦ ＬＯＷ入力を生じる。演
算増巾器９４の負帰還がリード線９６によって形成され
て、反転入力が直接増巾器の出力に接続され、出力信号
が入力信号に従うフォロア型の増巾器となっているよう
にする。演算増巾器９２においては、増巾器の反転入力
に至る負帰還が可変抵抗９８によって形成され、この反
転入力は抵抗１（１１）を介して演算増巾器９４の出力
にも接続されている。この接続結線により、抵抗９８及
び１（１１）が演算増巾器９２の出力の一部を変化させ
る分圧器を形成し、該一部の出力が抵抗９８の設定に基
づき反転入力にフィードバックされる。従って、演算増
巾器９２の出力は、その反転入力への入力を電解槽での
電圧降下を表わす非反転入力への入力と同一のレベルに
保つのに充分なレベルに、維持される。このため、可変
抵抗９８が回路の較正手段を与える。２つの演算増巾器
９２及び９４は、両増巾器を囲む点線で示したように７
６２１等一つのパッケージ１０２とし得る。このパッケ
ージ用電圧供給源の正側は、リード線８６によってピン
８に供給され得、一方、アース接続側は、リード線８３
によってピン４に供給され得る。
にとって分圧器が高インピーダンス回路としてみえるよ
うにするのが重要である。これは、温度補償回路網の一
部として演算増巾器をリード線７０．７２の途中にそれ
ぞれ介在させることによって、成される。つまり、リー
ド線７０が演算増巾器９２の非反転入力に接続され、そ
の出力に温度補償回路の片側に加えられる電位を生じる
ようにする。同様に、電流入力端子６２からのリード線
７２が演算増巾器９４の非反転入力に接続され、その出
力に温度補償回路の他側に加えられる入力及び変換器の
ピン３５に加えられるＲＥＦ ＬＯＷ入力を生じる。演
算増巾器９４の負帰還がリード線９６によって形成され
て、反転入力が直接増巾器の出力に接続され、出力信号
が入力信号に従うフォロア型の増巾器となっているよう
にする。演算増巾器９２においては、増巾器の反転入力
に至る負帰還が可変抵抗９８によって形成され、この反
転入力は抵抗１（１１）を介して演算増巾器９４の出力
にも接続されている。この接続結線により、抵抗９８及
び１（１１）が演算増巾器９２の出力の一部を変化させ
る分圧器を形成し、該一部の出力が抵抗９８の設定に基
づき反転入力にフィードバックされる。従って、演算増
巾器９２の出力は、その反転入力への入力を電解槽での
電圧降下を表わす非反転入力への入力と同一のレベルに
保つのに充分なレベルに、維持される。このため、可変
抵抗９８が回路の較正手段を与える。２つの演算増巾器
９２及び９４は、両増巾器を囲む点線で示したように７
６２１等一つのパッケージ１０２とし得る。このパッケ
ージ用電圧供給源の正側は、リード線８６によってピン
８に供給され得、一方、アース接続側は、リード線８３
によってピン４に供給され得る。
３０３型等遮断前投入スイッチの使用は、参考入力にス
パイクの発生をもたらすことが見い出されている。これ
らのスパイクは、変換器の出力に誤差を生じる可能性が
ある。このような誤差は、図示のごとくバックプレイン
リード線６６とＴＥＳＴリード線つまりデジタルアース
との間にコンデンサ１１０を加えることによって、避け
られ得る。
パイクの発生をもたらすことが見い出されている。これ
らのスパイクは、変換器の出力に誤差を生じる可能性が
ある。このような誤差は、図示のごとくバックプレイン
リード線６６とＴＥＳＴリード線つまりデジタルアース
との間にコンデンサ１１０を加えることによって、避け
られ得る。
このコンデンサ１１０がスイッチ手段６４のスイッチン
グをわずかに遅らせ、Ｃｒａｆが断絶された後、スパイ
クが生じるようにする。
グをわずかに遅らせ、Ｃｒａｆが断絶された後、スパイ
クが生じるようにする。
電解槽の導電性を求める際、スイッチ手段６４の抵抗に
よる電圧降下が電解槽での電圧降下に含まれるのを除く
のが望ましければ、第４図に示すように、変換器の信号
入力端子３５．３６と電解槽入力端子との間の接続を（
スイッチング要素によっての代りに）リード線７０ａ、
７２ａ、温度補償回路網、及び関連した増幅器によって
行うことができる。それゆえ、第４図は第３図と比べ、
リード線７０ａ、７２ａを加えリード線７０．７２を省
いた点においてだけ異なる。一方の電解槽入力端子５４
がリード線７０ａによって増巾器９２の非反転入力に接
続され、他方の電解槽入力端子５６がリード線７２ａに
よって増巾器９４の非反転入力に接続される。
よる電圧降下が電解槽での電圧降下に含まれるのを除く
のが望ましければ、第４図に示すように、変換器の信号
入力端子３５．３６と電解槽入力端子との間の接続を（
スイッチング要素によっての代りに）リード線７０ａ、
７２ａ、温度補償回路網、及び関連した増幅器によって
行うことができる。それゆえ、第４図は第３図と比べ、
リード線７０ａ、７２ａを加えリード線７０．７２を省
いた点においてだけ異なる。一方の電解槽入力端子５４
がリード線７０ａによって増巾器９２の非反転入力に接
続され、他方の電解槽入力端子５６がリード線７２ａに
よって増巾器９４の非反転入力に接続される。
ところで、７１２６等の変換器は直流電圧の変換用にだ
け設計されているので、電解槽の入力端子を変換器に直
接接続することは問題を生じる。
け設計されているので、電解槽の入力端子を変換器に直
接接続することは問題を生じる。
しかし、本発明者は、スイッチ手段６４用のドライブと
して変換器のピン２１からのバンクプレーン駆動信号を
用いれば、バックブレーン信号によって決まる速度で極
性が交互に変化するにしても、電解槽の両端の電圧降下
を検出できることを見い出した。本回路は、サイクルの
オートゼロの全段階中、参考入力がコンデンサＣＦ−ｔ
（第２ａ図）に接続しているので、該コンデンサを
電解槽からの入力で充電するように作動すると思われる
。完全な変換サイクル中コンデンサの電荷が極性を数回
切り換えるが、コンデンサは３０３型スイツチの正のサ
イクルで７１２６変換器によって内部的に断絶されるた
め、充電サイクルの終りでコンデンサが正の極性を持つ
ようにタイミング合せて保証できる。このタイミング合
せはハードウェアに固有のもので、変更できない。スイ
ッチ手段６４のスイッチングサイクル及びアナログ／デ
ジタル変換器による変換が同一のクロックでタイミング
合せされる事実が、変換器の入力にとって交流のように
見える電圧の変換を可能とする。勿論、変換器の入力に
おける交流の極性の最後の変化の後コンデンサＣｒｔｔ
ｒの充電はＣｒｅｒを完全に充電するのに充分長い期間
行う必要がある。
して変換器のピン２１からのバンクプレーン駆動信号を
用いれば、バックブレーン信号によって決まる速度で極
性が交互に変化するにしても、電解槽の両端の電圧降下
を検出できることを見い出した。本回路は、サイクルの
オートゼロの全段階中、参考入力がコンデンサＣＦ−ｔ
（第２ａ図）に接続しているので、該コンデンサを
電解槽からの入力で充電するように作動すると思われる
。完全な変換サイクル中コンデンサの電荷が極性を数回
切り換えるが、コンデンサは３０３型スイツチの正のサ
イクルで７１２６変換器によって内部的に断絶されるた
め、充電サイクルの終りでコンデンサが正の極性を持つ
ようにタイミング合せて保証できる。このタイミング合
せはハードウェアに固有のもので、変更できない。スイ
ッチ手段６４のスイッチングサイクル及びアナログ／デ
ジタル変換器による変換が同一のクロックでタイミング
合せされる事実が、変換器の入力にとって交流のように
見える電圧の変換を可能とする。勿論、変換器の入力に
おける交流の極性の最後の変化の後コンデンサＣｒｔｔ
ｒの充電はＣｒｅｒを完全に充電するのに充分長い期間
行う必要がある。
第４図の構成では、第３図の回路で必要なものより低い
電解槽の定数を使用できる。第４図の回路を用いる場合
、電解槽の定数は例えば１とし得える。第４図の回路を
用いて実現されるその他の利点は、導電性の測定におけ
る更に優れた精度及びより広いレンジである。
電解槽の定数を使用できる。第４図の回路を用いる場合
、電解槽の定数は例えば１とし得える。第４図の回路を
用いて実現されるその他の利点は、導電性の測定におけ
る更に優れた精度及びより広いレンジである。
第２．３及び４図の回路中、前述しなかったパラメータ
は、次の値であるのが好ましい：構成部品
値 Ｃ−−ｔ ＝ ０．１マイクロフアラツドＣ１ｎｔ ＝
０．０５６マイクロフアラツドＣ，ｚ ＝０．０１５マ
イクロファラッドＣ，、、＝５６ピコフアラツド １１０＝１マイクロフアラツド Ｒ，、ｃ＝１８０Ｋ ＲｉｎＬミＩＭ Ｒｓｔａ＝ＩＭ ？４＝１１１に ５５＝１（１１）に ９８＝１０に １（１１）＝３．ＯＩＫ 前述したように、７１２６以外のその他のソリッドステ
ートのアナログ／デジタル変換器も使用できる。必要な
のは、それらの変換器が、示差入力と、参考入力に関連
されたサンプリングコンデンサと、を有することだけで
ある。同じく、３０３型以外のスイッチング要素も使え
、前記の７１２６に選択を限定されずに演算増巾器を設
けることができる。また、当業者にとっては、前記説明
に例示したように、直流電流源をスイッチングする以外
の手段によっても、交流電流源が得られることが明らか
であろう。さらに、交流がサンプリングされているとき
未知の入力についてコンデンサでのサンプリングが行わ
れる限り、第１図に関連して指摘した入力接続を単に逆
にするだけで、導電性の代りに抵抗の測定を行えること
も明らかであろう。あるいは、勿論、出力を逆にするこ
ともできる。このような変形は、特許請求の範囲の記載
によって包含される均等の範囲内に含まれるものである
。
は、次の値であるのが好ましい：構成部品
値 Ｃ−−ｔ ＝ ０．１マイクロフアラツドＣ１ｎｔ ＝
０．０５６マイクロフアラツドＣ，ｚ ＝０．０１５マ
イクロファラッドＣ，、、＝５６ピコフアラツド １１０＝１マイクロフアラツド Ｒ，、ｃ＝１８０Ｋ ＲｉｎＬミＩＭ Ｒｓｔａ＝ＩＭ ？４＝１１１に ５５＝１（１１）に ９８＝１０に １（１１）＝３．ＯＩＫ 前述したように、７１２６以外のその他のソリッドステ
ートのアナログ／デジタル変換器も使用できる。必要な
のは、それらの変換器が、示差入力と、参考入力に関連
されたサンプリングコンデンサと、を有することだけで
ある。同じく、３０３型以外のスイッチング要素も使え
、前記の７１２６に選択を限定されずに演算増巾器を設
けることができる。また、当業者にとっては、前記説明
に例示したように、直流電流源をスイッチングする以外
の手段によっても、交流電流源が得られることが明らか
であろう。さらに、交流がサンプリングされているとき
未知の入力についてコンデンサでのサンプリングが行わ
れる限り、第１図に関連して指摘した入力接続を単に逆
にするだけで、導電性の代りに抵抗の測定を行えること
も明らかであろう。あるいは、勿論、出力を逆にするこ
ともできる。このような変形は、特許請求の範囲の記載
によって包含される均等の範囲内に含まれるものである
。
特許請求の範囲の記載の目的上、アナログ／デジタル変
換器への未知の入力信号は信号入力と称し、且つ、集積
回路パフケージ上の該当端子に関連してメーカによって
使われている名称に関わりなく、信号入力端子として識
別された端子に接続されるものとする。メーカによる名
称は図面中に示しである。同様に、変換器への既知入力
は、、参考入力と称し、該入力が接続される端子は、メ
ーカの名称に関わりなく参考入力端子と称する。
換器への未知の入力信号は信号入力と称し、且つ、集積
回路パフケージ上の該当端子に関連してメーカによって
使われている名称に関わりなく、信号入力端子として識
別された端子に接続されるものとする。メーカによる名
称は図面中に示しである。同様に、変換器への既知入力
は、、参考入力と称し、該入力が接続される端子は、メ
ーカの名称に関わりなく参考入力端子と称する。
第１図は、抵抗要素等の要素の導電性を測定するための
直流の使用だけを必要とする従来の比例計算式導電性測
定回路の回路図であって、この回路は、直流の電圧降下
を表示用のデジタル出力に変換するのに７１２６型のソ
リッドステートのアナログ／デジタル変換器を用いる； 第２図は、第２ａ及び２ｂ図がどのように並置されて第
２図を生じるかを示す図； 第２ａ図は、７１２６型のアナログ部の回路図；第２ｂ
図は、７１２６型のデジタル部の回路図；第３図は、本
発明の一態様である導電性測定回路の回路図；及び 第４図は、本発明の別の態様である導電性測定回路の回
路図である。 ３０．３１・・・示差参考入力端子、３５．３６・・・
信号入力端子、５４．５６・・・電解槽入力端子、５９
．６０・・・第１回路手段（リード線）、６１．６２・
・・電流入力端子、６４・・・スイッチング手段、６８
・・・アナログ／デジタル変換器、７０．７２；７０ａ
、７２ａ・・・第２回路手段（リード線）、８８．９０
．９２．９４、Ｔ・・・温度補償回路（８８，９０；第
１．２抵抗、９２．９４；第１．２演算増巾器、Ｔ：サ
ーミスタ）、Ｒ５ｔｄ・・・既知抵抗、９８・・・可変
抵抗、１（１１）・・・第３抵抗。 ＦＩＧ、 ／ ＦＩＧ、 ２σ ＦＩＧ ２ｂ
直流の使用だけを必要とする従来の比例計算式導電性測
定回路の回路図であって、この回路は、直流の電圧降下
を表示用のデジタル出力に変換するのに７１２６型のソ
リッドステートのアナログ／デジタル変換器を用いる； 第２図は、第２ａ及び２ｂ図がどのように並置されて第
２図を生じるかを示す図； 第２ａ図は、７１２６型のアナログ部の回路図；第２ｂ
図は、７１２６型のデジタル部の回路図；第３図は、本
発明の一態様である導電性測定回路の回路図；及び 第４図は、本発明の別の態様である導電性測定回路の回
路図である。 ３０．３１・・・示差参考入力端子、３５．３６・・・
信号入力端子、５４．５６・・・電解槽入力端子、５９
．６０・・・第１回路手段（リード線）、６１．６２・
・・電流入力端子、６４・・・スイッチング手段、６８
・・・アナログ／デジタル変換器、７０．７２；７０ａ
、７２ａ・・・第２回路手段（リード線）、８８．９０
．９２．９４、Ｔ・・・温度補償回路（８８，９０；第
１．２抵抗、９２．９４；第１．２演算増巾器、Ｔ：サ
ーミスタ）、Ｒ５ｔｄ・・・既知抵抗、９８・・・可変
抵抗、１（１１）・・・第３抵抗。 ＦＩＧ、 ／ ＦＩＧ、 ２σ ＦＩＧ ２ｂ
Claims (16)
- （１）導電性電解槽内の溶液の導電性を測定する導電性
測定回路であって； 信号入力端子とデジタル出力端子を有するアナログ／デ
ジタル変換器で、該変換器が信号入力端子の両端の電圧
降下を示す前記出力端子にデジタル出力を生じるように
動作可能である：一対の電流入力端子； 既知の直流電流源； 前記電流入力端子を前記既知の直流電流源に接続する第
１回路手段； 一対の電解槽入力端子； 前記電流入力端子を前記電解槽入力端子に、電解槽の分
極化を防ぐのに充分な作動速度でまず一方向に次いで他
方向にと交互に接続する電解槽スイッチング手段；及び 前記電解槽の両端の電圧降下を前記電解槽内溶液の導電
性の大きさを示すデジタル出力に変換するため、該電圧
降下を前記変換器の信号入力端子に接続する第２回路手
段；を備えた測定回路。 - （２）前記第２回路手段が、前記変換器の信号入力端子
を前記電流入力端子に接続することによって前記電解槽
の両端の電圧降下を前記変換器の信号入力端子に接続し
、前記変換器の信号入力端子の前記電解槽入力端子への
接続が前記スイッチング手段を介して為されるようにし
た特許請求の範囲第（１）項記載の測定回路。 - （３）前記第２回路手段が、前記変換器の信号入力端子
を前記スイッチング手段を介さずに前記電解槽入力端子
に接続することによって前記電解槽の両端の電圧降下を
前記変換器の信号入力端子に接続する特許請求の範囲第
（１）項記載の測定回路。 - （４）前記アナログ／デジタル変換器が、前記変換器の
信号入力端子の両端の電圧降下をサンプリングしサンプ
リング値を変換のために供給するコンデンサ手段を含む
特許請求の範囲第（１）又は（３）項の何れか１項記載
の測定回路。 - （５）前記アナログ／デジタル変換器が集積回路素子で
ある特許請求の範囲第（１）、（２）又は（３）項の何
れか１項記載の測定回路。 - （６）前記第２回路手段が： 前記電解槽の両端の電圧降下を前記変換器の信号入力端
子に接続する２本のリード線：及び前記２本のリード線
の途中に挿入された温度補償回路；を含み、該温度補償
回路が、 前記電解槽入力端子の一方に接続された入力を有する第
１演算増幅器、 前記電解槽入力端子の他方に接続された入力を有する第
２演算増幅器、 前記測定すべき溶液中に浸漬されるように配置されたサ
ーミスタ、 前記サーミスタを分路する第１抵抗で、該分路結合網が
前記第１及び第２演算増幅器の一方の出力と前記変換器
の信号入力端子の第１端子との間に直列に接続されて結
節点を形成する、前記サーミスタと前記変換器の第１信
号入力端子との間の結節点を前記変換器の信号入力端子
の第２端子に接続する第２抵抗、及び 前記第１及び第２演算増幅器の他方の出力を前記変換器
の第２信号入力端子に接続し、前記両演算増幅器の出力
間に現れる電圧降下が前記サーミスタによって検出され
た温度に依存して分割され、測定すべき溶液の温度につ
いて前記電解槽の両端の電圧降下を補償するように成す
手段；を有する特許請求の範囲第（１）、（２）又は（
３）項の何れか１項記載の測定回路。 - （７）前記アナログ／デジタル変換器が： 前記変換器の信号入力端子の両端の電圧降下をサンプリ
ングするコンデンサ手段；及び 前記電解槽スイッチング手段が、前記サンプリングが常
に該スイッチング手段の少なくとも全半サイクルの間行
われ且つ前記サンプリングが常に該スイッチング手段の
半サイクルの終わりで終了するようにタイミング合せさ
れた作動速度を有すること；を含む特許請求の範囲第（
１）又は（３）項の何れか１項記載の測定回路。 - （８）前記変換器の信号入力端子が示差入力であり；前
記直流電流源が、直列で、 直流電位源、及び既知の抵抗を含み； 前記アナログ／デジタル変換器が、前記既知の抵抗の両
端の電圧降下を示差入力として受け取るように接続され
た一対の示差参考入力端子を含み、前記既知の抵抗の両
端の電圧降下が前記直流電流の大きさを示す入力を前記
変換器に与えるようにする；特許請求の範囲第（１）、
（２）又は（３）項の何れか１項記載の測定回路。 - （９）溶液の導電性を測定するためのコンパクトな可搬
装置を与える導電性測定回路であって；前記溶液中に浸
漬されたとき、導電性電解槽を形成する２つの電極； 既知の直流電圧源に接続される電圧入力端子；既知の抵
抗； 一対の電流入力端子； 前記電流入力端子の両端の既知の直流電流源を生じるよ
うに、前記直流電圧入力端子を前記電流入力端子及び前
記既知の抵抗に直列に接続する第１回路手段； 入力信号積分段階及び参考電圧積分段階を有するデュア
ルスロープ型のアナログ／デジタル変換器で、該変換器
が集積パッケージの形式であり、且つ 該変換器による変換をタイミング合せするクロック、 参考コンデンサ、 該変換器の前記積分段階の一方について、一つの電圧降
下を入力信号として受け取る一対の変換器示差信号入力
端子、及び 該変換器の前記積分段階の他方について、別の電圧降下
を入力信号として受け取る一対の変換器示差参考入力端
子、 を含む関連した回路を有する： 前記電流入力端子の両端の既知の直流電流源を生じるよ
うに、前記直流電圧入力端子を前記電流入力端子及び前
記既知の抵抗に直列に接続すると共に、前記既知の抵抗
を前記参考入力端子の両端に接続する第１回路手段； 前記電流入力端子を、前記変換器の動作と同期し且つ前
記電極の分極化を防ぐのに充分な速度で前記電極へまず
一方向に次いで他方向にと交互に接続するスイッチング
手段；及び前記電極の両端の電圧降下を前記電解槽内溶
液の導電性の大きさを示すデジタル出力に変換するため
、前記電極を前記変換器の信号入力端子に接続する第２
回路手段；を備えた測定回路。 - （１０）前記第２回路手段が前記電極を変換器の示差信
号入力端子に接続する２本のリード線を備え、該リード
線の途中に： 前記電極の一方から入力を受け取る第１演算増幅器； 前記電極の他方から入力を受け取る第２演算増幅器； 前記溶液中に浸漬されるように配置されたサーミスタ； 前記サーミスタを分路する第１抵抗で、該分路結合網が
前記第１演算増幅器の出力と前記変換器の信号入力端子
の第１端子との間に直列に接続されている；及び 前記サーミスタと前記変換器の第１信号入力端子との間
の結節点を前記第２演算増幅器の出力及び前記変換器の
信号入力端子の第２端子に接続し、前記両演算増幅器の
出力間に現れる電圧降下が前記サーミスタによって検出
された温度に依存して分割され、測定すべき溶液の温度
について前記変換器の信号入力端子に加わる信号入力を
補償するように成す第２抵抗； を備えた温度補償手段が介設された特許請求の範囲第（
９）項記載の測定回路。 - （１１）前記第１演算増幅器がその非反転入力に接続さ
れた前記一方の電極からの入力を受け： 前記第２演算増幅器がその非反転入力に接続された前記
他方の電極からの入力を受け；及び前記第１演算増幅器
が第３抵抗を介して前記第２演算増幅器の出力に接続さ
れた反転入力と、可変抵抗を介して該反転入力に接続さ
れた出力とを有し、前記可変抵抗の設定変更が前記測定
回路を較正するのに使われ得るようになっている；特許
請求の範囲第（１０）項記載の測定回路。 - （１２）導電性電解槽内の溶液の導電性を測定する比例
計算式導電性測定回路で、該測定回路が、積分回路を含
むデュアルスロープ型のアナログ／デジタル変換器、一
連の変換サイクル内で積分回路によって成される各積分
期間をタイミング合せするクロック回路、第１及び第２
の対の電圧入力端子、及び、前記第１の対の電圧入力端
子からの第１入力を受け取り前記クロック回路によって
計時される各連続サイクルの一定期間の間前記入力端子
で受け取られた電圧を積分し、変換サイクルの第１部分
として前記一定期間の間に参考値から傾斜した電圧出力
を前記積分回路から生じるように前記積分回路を接続す
る共に、前記積分回路を逐次切り換え、前記変換サイク
ルの第２部分として第２の対の電圧入力端子に現れる電
圧から短い期間に渡ってサンプリングされた第２電圧を
積分し、前記積分回路の出力を前記参考値へ戻すのに充
分な可変期間の間前記参考値に向かって逆に傾斜した電
圧出力を前記積分回路から生ぜしめ、前記アナログ／デ
ジタル変換器が前記第２電圧に比例したデジタル出力を
発生するようになっている第１スイッチング手段を有す
るものにおいて： 一対の電流入力端子； 導電性を測定すべき溶液を含んだ電解槽に接続される電
解槽入力端子； 既知の参考抵抗； 前記電流入力端子及び前記参考抵抗を電圧源に対して直
列に含む直列回路を形成すると共に、前記電解槽入力端
子を前記第２の対の電圧入力端子に及び前記参考抵抗に
前記第１の対の電圧入力端子の両端に接続する回路手段
；及び 前記電流入力端子を、前記クロック回路によって決まり
且つ前記電解槽の分極化を防ぐのに充分な速度で前記電
解槽入力端子へまず一方向に次いで他方向にと交互に接
続する第２スイッチ手段で、第２スイッチ手段が前記ク
ロック回路と同期して駆動され、前記電解槽がその入力
端子の両端の交流電圧を受け取り、前記アナログ／デジ
タル変換器の第２の対の電圧入力端子が電圧降下を受け
取って前記溶液の導電性の大きさをデジタル出力の形に
変換せしめるようにする；を備えた組合せから構成され
る測定回路。 - （１３）前記回路手段が前記電解槽入力端子を前記第２
の対の電圧入力端子に、前記第２スイッチ手段及び前記
電流入力端子を介して接続する特許請求の範囲第（１２
）項記載の測定回路。 - （１４）前記回路手段が前記電解槽入力端子を前記第２
の対の電圧入力端子に、前記第２スイッチ手段を介さず
に直接接続する特許請求の範囲第（１２）項記載の測定
回路。 - （１５）溶液の導電性を測定する回路であって：前記溶
液中に浸漬される一対の電極を受け入れる電極端子手段
； 既知の交流電流源を前記電極の両端に接続する手段； 信号入力積分段階と参考積分段階を含む変換サイクルを
有する集積回路型のデュアルスロープアナログ／デジタ
ル変換器で、該アナログ／デジタル変換器が変換すべき
信号を受け取る信号入力端子、前記変換器動作の各段階
を制御するクロック、及び前記信号入力を前記クロック
と同期してサンプリングするコンデンサを含む；前記交
流電流により前記電極の両端の電圧降下を変換用入力と
して受け取るように前記信号入力端子を接続する手段；
及び前記交流電流を前記クロックに同期化する手段；を
備えた回路。 - （１６）前記交流電流源が、既知の抵抗と直列な直流電
圧源と、該直列回路を前記電極へまず一方向の次いで他
方向にと交互に接続するスイッチ手段を含み、前記既知
の抵抗の両端の電圧降下が前記アナログ／デジタル変換
器への入力として接続されて前記積分段階の一方におけ
る積分用の電圧を供給する状態であり；及び 前記交流電流を前記クロックに同期化する前記手段が、
前記スイッチ手段を前記クロックに接続してスイッチ手
段のスイッチング動作が前記クロックによってタイミン
グ合せされるようになっていることを含む；特許請求の
範囲第（１５）項記載の溶液の導電性を測定する回路。
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| US06/889,033 US4786875A (en) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | Conductivity measuring circuit |
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