KR830000862B1 - 절연 저항계 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

절연 저항계

제 1 도는 절연 저항계의 지시계의 스케일(SACLE)의 예시도.

제 2 도는 피측정 저항(Rx)에 흐르는 전류(Il)와 지시계전류(Im)의 관계도.

제 3 도는 본 발명의 1실시예의 표시도.

제 4 도는 (5)식의 관수(關數)의 표시도.

제 5 도는 본 발명의 다른 실시예의 표시도이다.

본 발명은 절연 저항계에 관한 것이다.

절연 저항계는 그 용도상으로 보아 지시계의 스케일(SCALE)상에 대수(對數)와 근사한 눈금으로 절연저항치를 표시할 필요가 있다.

종래의 절연 저항계의 대수 변환회로로서는 제너 다이오드(ZENER DIOED)의 제너 특성을 이용한 회로 또는 다이오드에 의하는 근사절선(近似折線)에 의한 회로 등이 있었으나, 전자는 특별이 선별한 제너 다이오드를 필요로 하고, 후자는 많은 부품점수를 필요로 하는 것이다.

본 발명은 실리콘 다이오드(SILICON DIODE)의 순방향의 전압과 전류가 대수 관계에 있는 것을 이용하여, 극히 간단한 회로 구성의 대수변환 회로를 구비한 절연 저항계를 제공하는데 있는 것이다.

본 발명을 도면에 따라 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명에 관한 절연 저항계가 실현될 수 있는 지시계의 스케일의 1예를 표시하는 그림으로서 제 1 도에 있어서 (1)은 지시계의 지침을 표시하고, 지시계에 제류가 흐르지 않을 때에는 ∞의 위치를 표시한다.

스케일 길이의 약 1/3에 해당하는 제 1(a) 도의 구간은 피측정 저항(Rx)의 역수에 대응하는 눈금으로 되어 있고, 제 1(b) 도의 구간은 피측정 저항(Rx)의 대수에 대응하는 눈금으로 되어 있다.

이것을 피측정 저항(Rx)에 흐르는 전류(Il)와 지시계전류(Im)와의 관계로 표시한 것이 제 2 도인 것이다.

제 2 도는 예를 들어 피측정 저항(Rx)에 흐르는 전류(Il)가 1mA 때에 지시계의 지침이 풀스케일(FULL SCALE)로 움직여서 제 1 도의 제로(0)를 표시하며, 전류(Il)가 1μA 이하인 때에 지시계의 지침(1)은 움직이지 않으며 제 1 도의 ∞를 지시하는 것을 나타내고 있다.

그리고 전류(Il)가 약 1-10μA의 구간에서는 지시계전류(Im)는 전류(Il)에 비례하며, 전류(Il)가 약 10μA를 넘으면 지시계전류(Im)는 전류(Il)의 대수에 비례하는 것을 나타내고 있다.

제 3 도는 본 발명의 1실시예를 표시하는 그림이고, 제 3 도에 있어서 E는 직류 고압전원, D₁, D₂는 서로 열적(熱的)으로 바란스(BALANCE)가 취하여진 다이오드이다.

rs, r₁은 저항, , 은 내부저항(rm)을 가지는 지시계, 1,2는 피측정 저항이 접속되는측정단자이다.

측정단자 1,2간에는, 고압전원(E)과 다이오드(D₁)와 저항(r₁)의 직렬회로가 접속되는 것이다.

다이오드(D₁)의 양단에는 지시계(M)와 저항(rs)과 다이오드(D₂)의 직렬회로가 접속되는 것이다.

이와 같이 구성하여 접속된 제 3 도 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

측정자단 1,2간에는 피측정 저항(Rx)이 접속되며, 고압전원(E)에서 피측정 저항(Rx)에 흐르는 전류를 Il, 지시계 M에 흐르는 전류를 Im으로 한다.

일반적으로 다이오드의 양단의 순방향 전압을 Vd같은 순방향에 흐르는 전류를 Id로 하면, 다음식의 관계가 성립되는 것은 알려져 있는 것이다.

Id=Is·{exp(q·Vd/K·T)-1}…(1)

Is : 역방향포화전류 K : 볼쯔만정수(BOLTZ MANN CONSTANT)

q : 전자의 전하 T : 절대온도

(1) 식은 (2) 식으로 바꾸어 쓸 수 있다.

한편 제 3 도의 다이오드(D₁)의 양단의 전압을 VD₁다이오드(D₂)의 양단의 전압을 VD₂로 하면, (3)식이 성립된다.

VD₁=VD₂+(rs+rm)·Im (3)

(2)식과 (3)식에서 다음의 (4)식이 성립된다.

지시계전류(Im)가 큰 경우, 즉 제 1(b) 도의 구간의 경우에는 다이오드(D₁, D₂)에 흐르는 전류가 크다는 것과 저항(rs, rm)의 작용에 의하여 Is≪Im≪Il인 관계가 성립된다. 따라서 (4)식은 (5)식으로 바꾸어 쓸 수 있다.

제 4 도는 (5)식의 우변을 Y로 하여, 그의 관계를 표시한 것이며, 제 4 도에 있어 직선(i)은 Y=Im을 표시하고, 곡선(ii)는

을 표시하고, 점선(iii)을

, 표시하고 있다.

제 4 도는 상기한 바와 같이 지시계전류(Im)가 큰 영역이고 또한 Is≪Im≪Il로서 표시한 것이므로, 제 4(b) 도의 구간(제 1(b) 도의 구간에 상당함)의 그래프(graph)는 지시계전류(Im)에 대응하는 크기를 정확하게 표시하고 있다.

한편 제 4(a) 도의 구간은 지시계전류(Im)가 상기의 조건과 상이하여 작은 영역인 것이므로, 지시계 전류(Im)에 대응하는 크기를 정확히 표시하지 못하고 있다.

이상에 의하여 제 4(b) 도의 구간에서는, 직선 (i)이 지배적인 것이여서 다음의 (6)식이 성립된다.

지시계전류(Im)가 큰 때에, 즉 제 1(b) 도의 구간에서는 (6)식에 의하여 지시계전류(Im)는 피측정 저항(Rx)에 흐르는 전류(Il)의 대수에 비례한다.

다음에 지시계전류(Im)가 작을 때, (rs+rm)·Im은 작은 값으로 되므로 따라서 (4)식에서 (7)식이 도출되는 것이다.

(7)식에서 다음 식이 성립된다.

즉, 지시계전류(Im)가 작을 때에(제 1(a) 도의 구간)는, (8)식에서 지시계전류(Im)는 피측정 저항(Rx)에 흐르는 전류(Il)에 비례한다.

이상의 사항으로서 제 1(a) 도의 구간에서는 피측정 저항(Rx)이 대단히 커서

로 할 수가 있어, 따라서 제 1(a) 도의 구간은 (9)식에 표시하는 바와 같이 피측정 저항(Rx)의 역수에 대응하는 눈금으로 된다.

제 1(b) 도의 구간에서는 피측정 저항(Rx)이 비교적 작은 것이므로, 저항(r₁)을 무시할 수 없어

으로 된다.

따라서, 제 1(b) 도의 구간은 (10)식에서 표시하는 관계로 된다.

즉, 제 1(b) 도의 구간은 피측정 저항(Rx)의대수치에 근사적으로 비례하는 눈금으로 되어있다.

제 3 도에서는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위하여 다이오드(D₁, D₂)를 각각 한개의 다이오드로 되는 구성으로 하여 설명한 것이나, 다이오드(D₁, D₂)는 복수개의 다이오드를 병렬 또는 직렬로 조합하여 구성하여도 좋은 것이고, 이 경우에 다이오드의 조합에 의하는 지시계의 감도를 바꾼다던가, 지시계의 눈금에 목적에 따라 바꿀 수 있는 등의 효과를 가진다.

예를 들어 제 5 도에 표시한 것과 같이 다이오드(D₂)를 n개 병렬 접속한 다이오드로 구성하면, (4)식에는 정수항이 있어, (8)식에서는 우변의 정수가 달라지는 것이다.

그리고, 본 발명에 있어 다이오드는 열적 바란스가 취하여진 것이 바람직스럽고, 동일 기판상에 구성된 다이오드를 사용하면 좋은 결과를 얻을 수 있는 것이다.

일반적으로 지시계(M)에는 직선성 오차가 있으나, 제 1 도의 지시계의 스케일을 인쇄로서 제작하였다고 하면, 지시계(M)의 직선성 오차를 보정하려면, (10)식의 대수곡선을 병화하게 하는 것이 된다. 종래에는 절선회로에 각각 조립된 수개의 가변 저항에 의하여 보정을 행한 것이나, 본 발명에서는 저항(rs)을 가변저항으로 하는 것에 의하여 (10)식에서 명백한 것과 같이 지시계 전류(Im)를 가변하게 할 수 있어, 이에 의하여 지시계의 직선성 오차를 용이하게 보정할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 2개의 다이오드와 저항과 지시계에 의하는 더욱 간단한 구성으로 절연저항계의 대수 변환을 행할 수가 있으므로 그 효과는 지극히 큰 것이다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 표시한 바와같이, 서로 열적 바란스가 취하여진 제 1 과 제 2의 다이오드를 구비하고, 제 1의 다이오드는, 제 2의 다이오드와 저항과 지시계를 직렬로 접속한 직렬회로에 병렬로 접속한 것을 특징으로 하는 절연저항계.

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