KR920002020B1 - 측정기의 자동오차 보상방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

측정기의 자동오차 보상방법

제1도는 본 발명의 회로도.

본 발명은 스트레인게이지를 사용한 전기전자식 각종 측정기에 있어서, 분해능을 떨어 뜨리지 않고 휘이트스본 스트레인게이지 브리지의 오차를 자동으로 보상해주는 자동 오차 방법에 관한 것이다.

측정대상에서 계측정보를 감지한 다음 이를 전기량으로 변환시키는 변환기는 계측계에 있어서 가장 중요한 부분이다. 이때 여러가지 브리지 회로중에서도 가장 널리 사용하는 것이 휘이스트본 저항 브리지(WHEATSTONE RESISTANCE BRIDGE)인데 이는 구동전원 부분과 감지부분을 동일한 4개의 스트레인게이지 저항으로 구성한다.

동일한 저항값을 가진 4개의 스트레인게이지로 브리지를 구성하더라도 저항값의 차이로 인해 불평형이 생겼을 때 혹은 1차 스트레스를 가한 상태에서 2차 스트레스를 가한후 새로 가한 2차 스트레스의 크기만을 측정할때에는 브리지를평형상태(BALANCE CONDITION)로 유지시킨 다음 불평형 상태의 값을 읽으므로써 변화량을 알아낼 수 있다. 그러므로 처음의 불평형 값을 자동으로 보상해주는 방법이 본 발명의 관건이다.

종전에는 브리지를 평형 상태로 맞출때 수동으로 저항을 가변하여 제로 레벨로 조정한후 측정을 해야하므로 많은 시간이 소요되었다. 그러므로 이를 자동으로 조정해주는 밸런스 자동 조정 회로가 개발되었다.

본 발명은 이때 보상범위를 넓히고 분해능을 떨어뜨리지 않으면서 불평형 상태의 오차를 보상해주는 방법을 창출한 것이다.

스트레인게이지의 신호변화량(출력전압)이 작기 때문에 계측의 변화량을 감지할때는 신호를 증폭한 후 외부의 기록계에 연결하여 사용된다. 이때 스트레인게이지의 구성된 브리지의 불평형 값을 차동증폭기(1)의 오프셋 단자(가)에서 보상해주는 방법을 사용한다.

본 발명의 구성에서 자동오차보상 방법은 다음과 같다. 스트레인브리지의 미소 신호가 차동증폭기(1)의 입력으로 되어 있다. 이때 스트레인브리지가 불평형 상태이므로 차동증폭기(1)의 출력은 제로 레벨이 되지 않고 불평형 상태의 오차값을 가지게 된다.

이런 불평형 상태의 오차값을 차동증폭기의 오프셋 단자(가)에서 보상해 차동증폭기(1)의 출력을 제로 레벨로 만들어준다. 이때 비교기(2)가 차동증폭기(1)의 출력을 제로레벨과 비교한후 제로레벨이면 계수기(4)를 래치(카운트를 정지)시키므로 계수기(4)는 그때의 카운트값을 보지하고 있으므로 차동증폭기(1)의 출력은 제로레볼로 유지한다.

이하 발명의 요지를 회로도에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 발진기(3)에서 발생된 구형파가 계수기(4)의 입력으로 들어갈때 계수기는 0부터 카운터를 시작하고 이에 따라 D/A 변환기(5)의 출력은 증가하기 시작한다.

즉 D/A 변환기(5)는 계수기(4)의 값을 바탕으로 아날로그 신호로 변환시킨 후 가산증폭기(6)로 입력되고, 가산증폭기(6)는 D/A 변환기(5)의 출력과 1/2Vref값을 바탕으로 불평형상태의 오차값을 만든다음 이를 차동증폭기의 오프셋단자(가)에 보상시킨다(즉 가산증폭기(6)는 이런방법으로 차동증폭기(1)의 출력을 제로 레벨로 유지시키는 방향으로 진행되고 있다) 이때 비교기(2)가 제로레벨을 검출한다.

비교기(2)는 차등증폭기(1)의 출력을 제로레벨과 비교한후 제로레벨이면 계수기(4) 래치(카운트를 정지)시키므로 계수기(4)는 그때의 카운트 값을 유지하게 된다. 이에 따라 D/A 변환기의 출력이 제로레벨 상태가 되도록하는 보상값을 유지하므로 차동증폭기(1)의 출력도 제로레벨을 유지하게 된다.

만약 비교기에서 제로레벨이 검출되지 않을 경우에는 래치신호가 나오지 않으므로 계수기(4)는 카운트를 계속한다. 불평형 보상범위가 제일 적은(그러나 분해능은 제일 높은) SW1이 연결된 상태에서 제로레벨 검출이 이루어지지 않으면 계수기(4)는 캐리신호를 시프트레지스터(7)로 전달한다(불평형 보상범위는 제1도의 R0와 R1,R2,R3,R4의 저항비에 따라 결정된다.) 시프트레지스터(7)는 연결되었던 SW1을 차단시키고 SW1보다 불평형 보상범위가 더 넓은 SW2을 연결시킨다. SW2가 연결된 상태에서 비교기(2)가 제로레벨을 검출할때까지 다시 계수기(4)의 카운트가 증가한다.

제로레벨이 검출되면 계수기(4)의 카운터는 정지되고 차동증폭기(1)는 제로레벨이 유지되므로 불평형상태오차의 보상이 완료된다. SW2가 연결된 상태에서도 불평형 보상이 이루어지지 않으면 계수기(4)의 캐리신호가 시프트레지스터(7)로 전달되어 SW2보다 보상범위가 넓은 SW3을 연결시킨다.

또 SW3가 연결되어 있을때 보상 가능한 범위보다 불평형 오차값이 크면 SW3을 차단시키고 SW4를 연결시킨후 불평형 오차보상 과정을 다시 반복한다. 이러한 방법으로 불평형 오차보상이 완료된다.

그러므로 본 발명은 신속한 시간내에 자동으로 평형상태를 조정해줌으로서 측정기의 품질 향상에 기여하는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 스트레인게이지를 사용한 전기전자식 측정기에 있어서, 차동증폭기(1)를 비교기(2)를 경유 발진기(3)가 연결된 계수기(4)에 연결하고 이를 기준전압이 걸린 D/A 변환기(5)에 연결함과 동시 오차 보상범위에 따라 스위치를 선택하는 시프트레지스터(7)에 연결하고 이를 이득변화가 네단계로 가능한 가산증폭기(6)에 연결함으로서 분해능을 떨어뜨리지 않고 자동으로 불평형 오차가 보상되게 함을 특징으로 스트레인 측정기의 자동오차 보상법.

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