JPH01123161A - 電圧測定器のゼロオフセット補正装置 - 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、電圧を測定する電圧測定器において、ゼロオ
フセット電位の補正を行うためのゼロオフセット補正装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の電圧測定器は、第４図に示すように、電圧測定部
１１と表示部１２とで構成されていた。

電圧測定部１１は、入力側に電圧測定端子が接続されて
いる。この電圧測定端子間に印加された電圧は、電圧測
定部１１に入力され、測定信号に変換されて出力される
。測定信号は、デジタル電圧計の場合には、入力電圧を
Ａ／Ｄ変換して得たデジタル信号であり、アナログ電圧
計の場合には、入力電圧を適当に分圧したアナログ信号
である。

この測定信号は、表示部１２に入力され、対応する値を
表示される。表示部１２は、デジタル電圧計の場合には
、通常７セグメントのＬＣＤアレイで数値を表示する装
置であり、アナログ電圧計の場合には、通常指針計器で
数値を表示する装置である。そして、この表示部１２に
表示された値が電圧の測定値となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このように構成された従来の電圧測定器を用
いて正確な測定を行おうとすると、電圧測定部１１のゼ
ロオフセット電位を高い精度で調整する必要があり、ま
た、温度ドリフトを補償するための回路を設ける必要も
生じる。従って、従来の電圧測定器は、正確な測定を行
うための高精度な調整や温度補償回路が必要になるとい
う問題点を有していた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る電圧測定器のゼロオフセット補正装置は、
上記問題点を解決するために、入力電圧を電圧測定部で
測定信号に変換し表示部で表示する電圧測定器において
、電圧測定部の入力を短絡することができる短絡スイッ
チと、ゼロオフセット補正時に短絡スイッチを短絡させ
る短絡手段と、短絡手段により短絡スイッチが短絡する
と、このときの電圧測定部の入力電圧を測定したときに
、電圧測定部の入力電圧又は測定信号に加減算を加える
ことにより、測定信号をＯＶに対応した値とすることが
できるゼロオフセット値を出力するゼロオフセット値出
力手段と、ゼロオフセ・ノド値出力手段が出力したゼロ
オフセット値を記憶する記憶手段と、測定時に短絡スイ
・ソチを開放させる開放手段と、開放手段により短絡ス
イ・ソチが開放されている場合に、電圧測定部の入力電
圧を測定すると、記憶手段に記憶されたゼロオフセ・ノ
ド値を読み出し、このときの電圧測定部の入力電圧又は
測定信号に加減算を加えることによりゼロオフセットを
行うゼロオフセット手段とを有することを特徴としてい
る。

〔作　用〕

ゼロオフセット補正の開始は、オペレータの操作による
。また、このオペレータが測定の開始操作を行うと、自
動的に測定の前にゼロオフセット補正が行われるように
することもできる。

ゼロオフセット補正時には、まず短絡手段が短絡スイッ
チを短絡させる。すると、電圧測定部の入力が短絡して
電位差がＯＶ（ボルト）となる。

そこで、このときの電圧測定部の入力電圧を測定すると
表示部にＯＶが表示されるようにするためのゼロオフセ
ット値をゼロオフセット値出力手段が出力する。このゼ
ロオフセット値は、後にゼロオフセット手段がこれを加
減算する対象に対応した値となる。従って、ゼロオフセ
ット手段が電圧測定部の出力である測定信号に加減算を
加える場合には、Ｏｖに対応する測定信号とゼロオフセ
ット補正時に電圧測定部から出力される測定信号との差
がこのゼロオフセット値となる。また、ゼロオフセント
手段が電圧測定部の入力電圧に加減算を加える場合には
、電圧測定部が０Ｖに対応する・測定信号を出力するた
めの入力電圧がこのゼロオフセット値となる。

ゼロオフセット値出力手段から出力されたゼロオフセッ
ト値は、記憶手段により記憶される。

測定時には、開放手段が短絡スイッチを開放させる。通
常、この短絡スイッチは、常時開放状態にある。これに
よって、測定対象の電圧を電圧測定部に入力することが
できる。この電圧は、電圧測定部で測定信号に変換され
、表示部で表示される。この際、ゼロオフセット手段が
記憶手段に記憶されたゼロオフセット値を読み出して加
減算を行う。従って、表示部に表示された測定値は、ゼ
ロオフセットがなされた正確な値となる。

〔実施例１〕 本発明の一実施例を第１図に基づいて説明すれば、以下
の通りである。

本実施例は、マイクロコンピュータを用いてゼロオフセ
ットを行う場合を示す。

本実施例の電圧測定器は、第１図に示すように、電圧測
定部１、表示部２及びマイクロコンピュータ３並びにリ
レー接点ＳＷ、・ＳＷｚによって構成されている。

電圧測定部１の入力側には、リレー接点ＳＷ。

・ＳＷ２を介して、一対の電圧測定端子が接続されてい
る。リレー接点ＳＷ１は、一対の電圧測定端子に並列に
接続された常閉接点であり、電圧測定部１の入力を短絡
させることができる。リレー接点ＳＷ２は、一方の電圧
測定端子とこれに接続される電圧測定部１の入力との間
に直列に接続された常閉接点であり、この電圧測定端子
からの入力をしゃ断することができるようになっている
。

なお、ゼロオフセット補正装置における短絡スイッチは
、リレー接点ＳＷ１が対応する。

電圧測定部１は、Ａ／Ｄコンバータにより構成され、ア
ナログ信号である入力電圧をデジタル信号に変換して、
測定信号を出力する回路である。

マイクロコンピュータ３の入力には、電圧測定部１の出
力が接続して゛いる。そして−１この電圧測定部１が出
力する測定信号に基づいて、ゼロオフセット補正時には
、ゼロオフセット値を算出・記憶し、測定時には、ゼロ
オフセットを行う。

表示部２は、マイクロコンピュータ３の化カニ接続され
ている。この表示部２は、７セグメントのＬＣＤアレイ
からなる表示器とそのドライバとによって構成されてい
る。そして、マイクロコンピュータ３がゼロオフセット
を行った測定信号を入力して、これに対応する電圧値の
表示を行うようになっている。

上記構成の電圧測定器の動作を説明する。

オペレータの操作によってゼロオフセット補正時の設定
がなされると、まずリレー接点ＳＷ、が閉じ、リレー接
点ＳＷ２が開く。リレー接点ＳＷｌが閉じると、電圧測
定部１の入力が短絡され電位差がＯＶとなる。従って、
電圧測定部１は、正確なＯｖ雷電圧入力することができ
る。リレー接点ＳＷｚが開くと、電圧測定端子と電圧測
定部１の入力との間がしゃ断される。これにより、電圧
測定端子を測定対象に接続している場合にも、リレー接
点ＳＷｌを閉じてゼロオフセント補正を行うことができ
、使用上の便宜を図り得る。

次に、電圧測定部１が入力したＯｖ雷電圧測定を行う。

通常は、電圧測定部１がＯＶ雷電圧測定を行うと、ＯＶ
に対応する測定信号を出力することになる。しかしなが
ら、この電圧測定部１のゼロオフセット電位の調整が不
十分な場合や、温度変化によって温度ドリフトを生じゼ
ロオフセット電位がずれている場合には、測定信号が僅
かな値を持つことになる。マイクロコンピュータ３は、
この測定信号を入力して内部のＲＡＭに記憶する。なお
、ゼロオフセット値は、この測定信号から０Ｖに対応す
る測定信号を減算した値であるが、ここでは、ＯＶに対
応する測定信号を２進数の“０″で表しているので、取
り込んだ測定信号をそのままゼロオフセット値として記
憶することができる。

マイクロコンピュータ３が測定信号を記憶すると、ゼロ
オフセット補正時の解除が行われる。

ゼロオフセット補正時が解除されると、測定時となって
、リレー接点ＳＷ、が開き、リレー接点ＳＷ２が閉じる
。なお、これらのリレー接点ＳＷｌ・ＳＷ２の動作は、
マイクロコンピュータ３によって制御される。

この状態で、電圧測定端子を測定対象に接続すると、こ
の測定対象の電圧が電圧測定部１に入力される。電圧測
定部１は、入力電圧をＡ／Ｄ変換して、その電圧値に対
応する測定信号を出力する。マイクロコンピュータ３は
、この測定信号を取り込んで、ゼロオフセットを行う。

即ち、ＲＡＭに記憶されたゼロオフセット値を読み出し
て、この測定信号に加減算を施す。加算するか減算する
かは、ゼロオフセット値の正負による。このようにして
ゼロオフセットがなされた測定信号は、表示部２に出力
される。表示部２では、送られて来た測定信号に対応す
る電圧値の表示を行う。

従って、この電圧測定器は、正確なＯＶ電位に基づいて
ゼロオフセット値を設定することができ、精密なゼロオ
フセット電位の調整が不要となる。また、簡単な操作で
測定の直前にゼロオフセット値を設定できるので、温度
ドリフトの影響を受けることもない。

〔実施例２〕 本発明の他の実施例を第２図に基づいて説明する。なお
、前記実施例１と同一の機能を有する構成部材には、同
じ符号を付記してその説明を省略する。

本実施例は、電圧測定部１の入力電圧にゼロオフセット
値を加減算してゼロオフセットを行う場合を示す。

本実施例の電圧測定器は、第２図に示すように、電圧測
定部１、表示部２、制御回路４、ラッチ回路５、Ｄ／Ａ
コンバータ６及び差動増幅器７並びにリレー接点ＳＷ、
・Ｓ　Ｗ　ｔによって構成されている。

電圧測定部１の一方の入力には、差動増幅器７の出力が
接続されている。そして、この差動増幅器７の一方の入
力と電圧測定部１の他方の入力とには、リレー接点Ｓ　
Ｗ　＋　　・ＳＷ２を介して、一対の電圧測定端子が接
続されている。リレー接点ＳＷ、は、一対の電圧測定端
子に並列に接続された常閉接点であり、差動増幅器７の
一方の入力と電圧測定部１の他方の入力とを短絡させる
ことができる。リレー接点ＳＷ２は、一方の電圧測定端
子とこれに接続される差動増幅器７の一方の入力との間
に直列に接続された常閉接点であり、この電圧測定端子
からの入力をしゃ断することができるようになっている
。

電圧測定部１の出力は、表示部２に接続している。表示
部２は、電圧測定部１が出力する測定信号をそのまま入
力して、これに対応する電圧値の表示を行う。

制御回路４の制御出力は、ランチ回路５に接続している
。ランチ回路５は、制御回路４に制御されて、デジタル
信号の数値を記憶する回路である。このラッチ回路５の
出力は、Ｄ／Ａコンバータ６に接続している。Ｄ／Ａコ
ンバータ６は、ラッチ回路５に記憶されたデジタル信号
の数値を対応するアナログ信号の電圧に変換して出力す
る回路である。このＤ／Ａコンバータ６の出力は、差動
増幅器７の他方の人力に接続している。差動増幅器７は
、これらの入力電圧の差をとって出力する回路である。

従って、この差動増幅器７では、電圧測定端子側の入力
電圧とＤ／Ａコンバーク６からの電圧との差を出力する
ことになり、これによってゼロオフセットが行われる。

上記構成の電圧測定器の動作を説明する。

ゼロオフセット補正時の設定がなされると、まずリレー
接点ＳＷ、が閉じ、リレー接点ＳＷ２が開くとともに、
制御回路４によってラッチ回路５が“０”にリセットさ
れる。従って、差動増幅器７は、リレー接点ＳＷＩによ
って短絡したＯ■電圧と、“０”に対応するデジタル信
号をＤ／Ａコンバータ６によってアナログ電圧に変換し
たものとの差を出力する。この差動増幅器７の出力は、
電圧測定部１でＡ／Ｄ変換されて表示部２に送られ表示
される。このとき、電圧測定部１及びＤ／Ａコンバータ
６のゼロオフセット電位がずれていると、表示部２が０
Ｖの電圧値を表示しない。

そこで、この表示部２に表示された電圧値がＯＶになる
まで、ランチ回路５の記憶内容を１ステツプずつ変化さ
せてゼロオフセット値を生成する。具体的には、例えば
オペレータが表示部２の表示を見ながら、電圧値がＯＶ
より大きい場合には、ラッチ回路５の記憶内容を“１”
ずつ増加させる操作を行い、また、電圧値がＯｖより小
さい場合には、ラッチ回路５の記憶内容を“１”ずつ減
少させる操作を行って、表示された電圧値がＯｖに一致
するように調節する。また、電圧測定部１が出力する測
定信号を制御回路４に入力し、上記と同様の操作をこの
制御回路４に行わせることにより自動的にゼロオフセッ
ト値を生成することもできる。表示された電圧値がＯＶ
となり、又は、測定信号がＯｖに対応する値になると、
そのときのラッチ回路５の記憶内容がゼロオフセット値
となる。従って、このゼロオフセット値は、電圧測定部
１がＯＶに対応する測定信号を出力するために入力すべ
き電圧をＤ／Ａコンバータ６で得るためのデジタル信号
となる。

表示された電圧値がＯＶとなり、又は、測定信号が０Ｖ
に対応する値になると、操作により又は自動的にゼロオ
フセット補正時の解除が行われる。ゼロオフセット補正
時の解除が行われると、測定時となって、リレー接点Ｓ
Ｗｌが開き、リレー接点Ｓ　Ｗ　ｚが閉じる。なお、こ
れらのリレー接点Ｓ　Ｗ　＋　　・ＳＷ、の動作は、制
御回路４によって制御される。

この状態で、電圧測定端子を測定対象に接続すると、こ
の測定対象の電圧が差動増幅器７を介して電圧測定部１
に入力される。この際、ランチ回路５に記憶されたゼロ
オフセット値を差動増幅器７が入力電圧にアナログ的に
加減算することによりゼロオフセットが行われる。従っ
て、電圧測定部１の出力は、ゼロオフセットが行われた
測定信号となる。表示部２では、この測定信号に対応す
る電圧値の表示を行う。

この実施例の場合も、電圧測定器は、正確な０Ｖ電位に
基づいてゼロオフセット値を設定することができ、精密
なゼロオフセット電位の調整が不要となる。また、簡単
な操作で測定−の直前にゼロオフセット値を設定できる
ので、温度ドリフトの影響を受けることもない。

〔実施例３〕 本実施例のさらに他の実施例を第３図に基づいて説明す
る。なお、前記実施例１及び実施例２と同一の機能を有
する構成部材には、同じ符号を付記してその説明を省略
する。

本実施例は、ランチ回路５と加減算部８とを用いて測定
信号を加減算することによりゼロオフセットを行う場合
を示す。

本実施例の電圧測定器は、第３図に示すように、電圧測
定部１、表示部２、ラッチ回路５及び加減算部８並びに
リレー接点ＳＷＩ　−８Ｗ２によって構成されている。

電圧測定部１の入力側には、リレー接点ＳＷ。

・ＳＷ、を介して、一対の電圧測定端子が接続されてい
る。このリレー接点ｓｗ、−ｓｗ、は、実施例１と同様
の構成である。

電圧測定部１の出力は、加減算部８の一方の入力に接続
している。加減算部８は、電圧測定部１から入力される
測定信号に他方の入力のゼロオフセット値を加減算する
ことによりゼロオフセットを行う回路である。この加減
算部８の出力は、表示部２及びラッチ回路５に接続して
いる。表示部２は、ゼロオフセットを受けた測定信号を
入力し、これに対応する電圧値の表示を行う。

ランチ回路５は、図示しない制御回路によって制御され
、ゼロオフセット補正時に加減算部８が出力する測定信
号を記憶する回路であり、この記憶内容がゼロオフセッ
ト値となる。このラッチ回路５の出力は、加減算部８の
他方の入力に接続している。

上記構成の電圧測定器の動作を説明する。

ゼロオフセット補正時の設定がなされると、まずリレー
接点ＳＷｌが閉じ、リレー接点ＳＷ！が開くとともに、
図示しない制御回路によってラッチ回路５が“０”にリ
セットされる。従って、電圧測定部１は、リレー接点Ｓ
Ｗ、の短絡によって生じたＯｖ雷電圧デジタル信号の測
定信号に変換して出力する。この測定信号は、電圧測定
部１のゼロオフセット電位にずれがあると、０Ｖに対応
しない信号となる。また、加減算部８は、う、子回路５
の“０”が他方の人力となるので、一方の入力に送られ
て来た測定信号をそのまま出力することになる。この加
減算部８が出力した測定信号は、ラッチ回路５に送られ
記憶される。このときラッチ回路５に記憶された測定信
号がゼロオフセット値となる。このラッチ回路５が記憶
したゼロオフセット値は、ゼロオフセット補正時が解除
されるまで、加減算部８には送られないようになってい
る。

ラッチ回路５がゼロオフセット値を記憶すると、ゼロオ
フセット補正時が解除される。ゼロオフセット補正時の
解除が行われると、測定時となって、リレー接点ＳＷ、
が開き、リレー接点ＳＷｔが閉じる。なお、これらのリ
レー接点ＳＷ、・ＳＷ２の動作は、図示しない制御回路
によって制御される。

この状態で、電圧測定端子を測定対象に接続すると、こ
の測定対象の電圧が電圧測定部１に人力される。電圧測
定部１は、入力電圧に対応した測定信号を出力する。加
減算部８は、この測定信号にラッチ回路５からのゼロオ
フセット値を加減算してゼロオフセットを行う。従って
、表示部２が入力する測定信号は、ゼロオフセットがな
された信号となる。表示部２では、この測定信号に対応
する電圧゛（直の表示を行う。なお、測定時には、加減
算部８からの測定信号がラッチ回路５に送られないよう
になっていて、このラッチ回路５には、ゼロオフセット
補正時に設定したゼロオフセット値が保持される。

この実施例の場合も、電圧測定器は、正確なＯＶ電位に
基づいてゼロオフセット値を設定することができ、精密
なゼロオフセット電位の調整が不要となる。また、簡単
な操作で測定の直前にゼロオフセット値を設定できるの
で、温度ドリフトの影響を受けることもない。

〔発明の効果〕

本発明に係る電圧測定器のゼロオフセット補正装置は、
以上のように、入力電圧を電圧測定部で測定信号に変換
し表示部で表示する電圧測定器において、電圧測定部の
入力を短絡することができる短絡スイッチと、ゼロオフ
セット補正時に短絡スイッチを短絡させる短絡手段と、
短絡手段により短絡スイッチが短絡すると、このときの
電圧測定部の入力電圧を測定したときに、電圧測定部の
入力電圧又は測定信号に加減算を加えることにより、測
定信号をＯｖに対応した値とすることができるゼロオフ
セット値を出力するゼロオフセット値出力手段と、ゼロ
オフセット値出力手段が出力したゼロオフセット値を記
憶する記憶手段と、測定時に短絡スイッチを開放させる
開放手段と、開放手段により短絡スイッチが開放されて
いる場合に、電圧測定部の入力電圧を測定すると、記憶
手段に記憶されたゼロオフセット値を読み出し、このと
きの電圧測定部の入力電圧又は測定信号に加減算を加え
ることによりゼロオフセットを行うゼロオフセット手段
とを有する構成をなしている。

これにより、電圧測定部のゼロオフセットや温度ドリフ
トの補償を行うことなく、正確な電圧測定を行うことが
できる。

従って、本発明の電圧測定器のゼロオフセット補正装置
は、簡単な構成により、電圧測定部におけるゼロオフセ
ット電位の精密な調整を不要とし、また、温度ドリフト
を補償するための回路も不要とすることができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すものであって、電圧
測定器の回路ブロック図である。第２図は、本発明の他
の実施例を示すものであって、電圧測定器の回路ブロッ
ク図である。第３図は、本発明のさらに他の実施例を示
すものであって、電圧測定器の回路ブロック図である。 第４図は、従来例を示すものであって、電圧測定器の回
路ブロック図である。 １は電圧測定部、２は表示部、ＳＷ、はリレー接点（短
絡スイッチ）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入力電圧を電圧測定部で測定信号に変換し表示部で
   表示する電圧測定器において、電圧測定部の入力を短絡
   することができる短絡スイッチと、ゼロオフセット補正
   時に短絡スイッチを短絡させる短絡手段と、短絡手段に
   より短絡スイッチが短絡すると、このときの電圧測定部
   の入力電圧を測定したときに、電圧測定部の入力電圧又
   は測定信号に加減算を加えることにより、測定信号を０
   Ｖに対応した値とすることができるゼロオフセット値を
   出力するゼロオフセット値出力手段と、ゼロオフセット
   値出力手段が出力したゼロオフセット値を記憶する記憶
   手段と、測定時に短絡スイッチを開放させる開放手段と
   、開放手段により短絡スイッチが開放されている場合に
   、電圧測定部の入力電圧を測定すると、記憶手段に記憶
   されたゼロオフセット値を読み出し、このときの電圧測
   定部の入力電圧又は測定信号に加減算を加えることによ
   りゼロオフセットを行うゼロオフセット手段とを有する
   ことを特徴とする電圧測定器のゼロオフセット補正装置
   。